66540

Моделі та методи обробки нечітких знань. Нечіткі множини

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

При розробці інтелектуальних систем знання про конкретну предметну область, для якої створюється система, рідко бувають повними й абсолютно достовірними. Навіть кількісні дані, отримані шляхом досить точних експериментів

Украинкский

2014-11-30

31.77 KB

2 чел.

Міністерство освіти і науки України

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

кафедракомп’ютерних наук

Лабораторна робота №5

Моделі та методи обробки нечітких знань.

Нечіткі множини.

 Виконав

 cтудент групи СНс-33

Михалевич М.М.

Перевірив

 Фалендиш В.В.

Тернопіль, 2011

Тема роботи:Моделі та методи обробки нечітких знань. Нечіткі множини.

Мета роботи:Вивчення основних понять нечітких множин і способів їх представлення.

Теоритичні відомості

При розробці інтелектуальних систем знання про конкретну предметну область, для якої створюється система, рідко бувають повними й абсолютно достовірними. Навіть кількісні дані, отримані шляхом досить точних експериментів, мають статистичні оцінки вірогідності, надійності, значимості і т.д. Інформація, якою заповнюються експертні системи, отримується у результаті  опитування експертів, думки яких є суб’єктивними і можуть розходитися. Поряд із кількісними характеристиками в базах знань інтелектуальних систем повинні зберігатися якісні показники, евристичні правила, текстові знання і т.д. При обробці знань із застосуванням механізмів формальної логіки виникає протиріччя між нечіткими знаннями і чіткими методами логічного виведення. Розв’язати це протиріччя можна шляхом подолання нечіткості знань (коли це можливо) або використанням спеціальних методів подання й обробки нечітких знань.

Зміст терміна нечіткість багатозначний та включає такі основні компоненти: недетермінованість висновків, багатозначність інтерпретації, ненадійність знань і висновків, неповнота знань і немонотонна логіка, неточність знань.

Основні поняття нечіткості

Недетермінованість висновків – це характерна риса більшості систем штучного інтелекту. Недетермінованість означає, що заздалегідь шлях вирішення конкретної задачі в просторі її станів визначити неможливо. Тому в більшості випадків методом проб і помилок вибирається деякий ланцюжок логічних висновків, що узгоджуються з наявними знаннями, а у випадку якщо він не приводить до успіху, то організується перебір з поверненням для пошуку іншого ланцюжка і т. д. Такий підхід припускає визначення деякого первісного шляху. Недетермінованість висновків варто враховувати при розробці ефективних способів подання і збереження знань, а також при побудові методів пошуку й обробки знань, що дозволяють одержати рішення задачі за найменше число кроків. Для побудови таких методів звичайно застосовуються евристичні метазнання (знання про знання).

Багатозначність інтерпретації – звичайне явище в задачах розпізнавання. При розумінні природної мови серйозними проблемами стають багатозначність змісту слів, їхня підпорядкованість, порядок слів у реченні і т.п. Проблеми розуміння змісту виникають у будь-якій системі, що взаємодіє з користувачем природною мовою. Розпізнавання графічних образів також пов’язано з вирішенням проблеми багатозначної інтерпретації. При комп’ютерній обробці знань багатозначність необхідно усувати шляхом вибору правильної інтерпретації, для чого розроблено спеціальні методи.

Ненадійність знань і висновків означає, що для оцінки вірогідності знань не можна застосувати двобальну шкалу (1 – абсолютно достовірні знання, 0 – недостовірні знання). Для більш тонкої оцінки вірогідності знань застосовується імовірнісний підхід, заснований на теоремі Байєса, і інші методи (наприклад, метод висновків з використанням коефіцієнтів упевненості). Широке застосування на практиці одержали нечіткі висновки, які будуються на базі нечіткої логіки, що веде своє походження від теорії нечітких множин.

Неповнота знань і немонотонна логікаАбсолютно повних знань не буває, оскільки процес пізнання нескінченний. У зв’язку з цим стан бази знань повинний змінюватися з часом. На відміну від простого додавання інформації, як у базах даних, при додаванні нових знань виникає небезпека одержання суперечливих виcновків: тобто висновки, отримані з використанням нових знань, можуть спростовувати ті, що були отримані раніше. Ще гірше, якщо нові знання будуть знаходитися в протиріччі з старими, тоді механізм висновку може стати непрацездатним.

Більшість експертних систем першого покоління були засновані на моделі закритого світу, обумовленій застосуванням апарату формальної логіки для обробки знань. Модель закритого світу припускає твердий добір знань, що включаються в базу, а саме: база знань заповнюється винятково вірними поняттями, а усе, що ненадійно або невиразно, свідомо вважається помилковим. Така модель має обмежені можливості подання знань і таїть у собі небезпеку одержання протиріччя при додаванні нової інформації. Недоліки моделі закритого світу пов’язані з тим, що формальна логіка виходить з передумови, відповідно до якої набір визначених у системі аксіом (знань) єповним (теорія є повною, якщо кожний її факт можна довести, виходячи з аксіом цієї теорії). Для повного набору знань справедливість раніше отриманих висновків не порушується з додаванням нових фактів. Ця властивість логічних висновків називається монотонністю.На жаль, реальні знання, що закладаються в експертні системи, украй рідко бувають повними.

Неточність знань. Відомо, що кількісні дані (знання) можуть бути неточними, при цьому існують кількісні оцінки такої неточності (довірчий інтервал, рівень значимості, ступінь адекватності і т.д.). Лінгвістичні знання також можуть бути неточними. Для врахування неточності лінгвістичних знань використовується теорія нечітких множин. Фактично нечіткість може бути ключем до розуміння здатності людини справлятися з задачами, що занадто складні для вирішення на ЕОМ. Розвиток досліджень в області нечіткої математики призвів до появи нечіткої логіки і нечітких висновків, що виконуються з використанням знань, представлених нечіткими множинами, нечіткими відношеннями, нечіткими відповідностями

Завдання до лабораторної роботи №5

Завдання:Нехай V–номер варіанта студента. Визначимо:

де round(x)функція округлення.

Сформувати нечіткі множини:

, , .

Результати виконання

V= 16; V1= 5

У результаті виконання лабораторної роботи були сформовані наступні нечіткі множини:

Висновок: На цій лабораторній роботі я ознайомився з поняттям нечіткої множини, а також з способами їх представлення.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26053. Микросхемы ТТЛ с диодами Шотки(ТТЛШ) 13.52 KB
  3 Элементы ТТЛШ С целью увеличения быстродействия элементов ТТЛ в элементах ТТЛШ используются транзисторы Шотки представляющие собой сочетание обычного транзистора и диода Шотки включённого между базой и коллектором транзистора. Поскольку падение напряжения на диоде Шотки в открытом состоянии меньше чем на обычном pnпереходе то большая часть входного тока протекает через диод и только его малая доля втекает в базу. В связи с этим имеет место увеличение быстродействия транзисторного ключа с барьером Шотки в результате уменьшения времени...
26054. Эмитерно-связанная логика(ЭСЛ) 14.42 KB
  Он состоит из двух транзисторов в коллекторную цепь которых включены резисторы нагрузки RК а в цепь эмиттеров обоих транзисторов общий резистор Rэ по величине значительно больший Rк. На вход одного из транзисторов подаётся входной сигнал Uвх а на вход другого опорное напряжение Uоп. Схема симметрична поэтому в исходном состоянии Uвх=Uоп и через оба транзистора протекают одинаковые токи. При увеличении Uвх ток через транзистор VT1 увеличивается возрастает падение напряжения на сопротивлении Rэ транзистор VT2 подзакрывается и ток...
26055. Сравнительный анализ технологий производства микросхем 18.62 KB
  Если этот дефект окажется в критической точке то последующая диффузия примеси может вызвать короткое замыкание перехода и выход из строя всей микросхемы. Одним из эффективных методов визуализации является использование сканирующего электронного микроскопа позволяющего наблюдать топографический и электрический рельеф интегральной микросхемы. Для наблюдения необходимо чтобы поверхность микросхемы была открытой. Такую аппаратуру используют для оценки качества конструкции данной микросхемы...
26056. Регистры. Связь регистров между собой и с другими источниками данных 15.3 KB
  Связь регистров между собой и с другими источниками данных Регистры это функциональные узлы на основе триггеров предназначенные для приёма кратковременного хранения на один или несколько циклов работы данного устройства передачи и преобразования многоразрядной цифровой информации. В зависимости от способа записи информации кода числа различают параллельные последовательные и параллельно последовательные регистры. Появление импульса на тактовом входе регистра сдвига вызывает перемещение записанной в нём информации на один разряд...
26057. Демультиплексоры и дешифраторы 14.69 KB
  Схемы сравнения Цифровые компараторы являются универсальными элементами сравнения которые помимо констатации равенства двух чисел могут установить какое из них больше. Простейшая задача состоит в сравнении двух одноразрядных чисел. Для сравнения многоразрядных чисел используется следующий алгоритм. Устройство обладает свойством наращиваемости разрядности сравниваемых чисел.
26058. Схемы интегральных счётчиков 15.75 KB
  Микросхема К155ИЕ2 имеет кроме того входы установки в состояние 9 при котором первый и последний разряды устанавливаются в 1 а остальные в 0 то есть 10012=9. Десятый импульс переводит триггеры МС в состояние при котором на выходах 4 и 6 МС формируются лог. Адресные дешифраторы строк ДШx и столбцов ДШy формируют сигналы выборки на соответствующих АШ которые определяют строку и столбец накопителя в котором расположен выбираемый ЭП. Если при этом сигнал на входе то СУ формирует управляющий сигнал при котором ФЗС обеспечивает...
26059. Динамическая память 17.76 KB
  В зависимости от типа ПЗУ занесение в него информации производится или в процессе изготовления или в эксплуатационных условиях путем настройки предваряющей использование ПЗУ в вычислительном процессе. В последнем случае ПЗУ называются постоянными запоминающими устройствами с изменяемым в процессе эксплуатации содержимым или программируемыми постоянными запоминающими устройствами ППЗУ. Функционирование ПЗУ можно рассматривать как выполнение однозначного преобразования kразрядного кода адреса ячейки запоминающего массива ЗМ в nразрядный...
26060. Логические элементы 14.44 KB
  МОВ логических элементах на МОПтранзисторах используется два типа транзисторов: управляющие и нагрузочные. Логические элементы на МОПтранзисторах Существенным преимуществом логических элементов на МОПтранзисторах перед логическими элементами на биполярных транзисторах является малая мощность потребляемая входной цепью. Кроме того выходное сопротивление у открытого МОПтранзистора больше чем у биполярного что увеличивает время заряда конденсаторов нагрузки и ограничивает нагрузочную способность ЛЭ. Микросхемы КМОПструктуры...
26061. Асинхронные и синхронные триггеры. Способы управления триггеров 14.12 KB
  С Особенностью синхронного триггера является то что ввиду наличия в схеме управления инвертирующих элементов происходит изменение исполнительного значения управляющих сигналов по сравнению с асинхронными. Применение синхронизации не устраняет неопределённое состояние триггера возникающее при одновременной подаче единичных сигналов на все три входа. Поэтому условием нормального функционирования является следующее неравенство: SRC ≠ 1 Кроме трёх основных входов синхронные RSтриггеры снабжаются ещё входами асинхронной установки состояния...