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云计算-基于概念格的计算推理.pdf
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26页
云计算-基于概念格的计算推理.pdf
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The
theory
of
concept
lattice,proposed
by
Wine
R.in
1
982,is
also
called
the
theory
of
formal
concept.The
concept
lattice
sets
up
a
kind
of
relation
of
conceptual
hierarchies
according
to
relations
among
data,and
it
vividly
reflects
relationship
of
generalization
and
specialization
among
concepts.As
a
useful
tool
in
data
analysis
and
knowledge
managemen4
many
scholars
devote
themselves
to
the
study
of
concept
lattice.Now
concept
lattices
have
been
applied
in
many
research孤e嬲,such
as
data
mining,software
engineering,machine
learning
and
information
retrieving
and
SO
on.
.11圯main
results
in this
thesis
ale
summarized
as follows:
1.A
new
concrete
computational
reasoning
method
based
on
concept
lattices
is
proposed.
Based
on
some
logical
operators,an
inclusion
degree
on
concept
lattices
is
defined,which
is
employed
tO
define
the
truth
degree
of
a
concept.Some
basic
properties
of
the
truth
mapping
are
examined.Then
a
kind
of
reasoning
by
computing
in
the
framework
of
concept
lattices
is
developed.
2.In
fuzzy
concept
lattices,we
propose
a
condition
under
which
a
fuzzy
concept
is
an
Q-conclufion
of
all
assumption
subset of
L(U,A,J).Then
a
kind
of
reasoning
by
computing
in
the
framework
of
fuzzy
concept
lattices
is
developed.
3.Attribute
reduction
in
dual
concept
lattices
is
studied.By
exploring
the
relationship
between
the
dual
concept
lattice
and
Wille’S
lattice,it
is
proved
that
the
consistent
sets
in
the
two
lattices
ale
the
same.Based
on
the
methods
of
attribute
reduction
in
Wille’S
lattice,we
propose
an
approach
to
attribute
reduction
in
dual
concept
lattices.
Key
words:concept
lattice.inclusion
degree.dual
concept
lattice.
computational
reasoning.fuzzy
concept
lattice
V
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目
录
中文摘要……………………………………………………………..III
英文摘要………………………………………………………………V
1绪论………………………………………………………………..
1
1.1概念格的研究背景及研究现状……………………………………….
1
1.2计算推理的研究背景及研究现状……………………………………..
1
1.3本文研究内容的安排……………………………………………….
2
2基于概念格的计算推理…………………………………………………4
2.1预备知识…………………………………………………………4
2.2概念格上的包含度…………………………………………………
5
2.3概念格上的真度…………………………………………………..
8
2.4概念格上的计算推理方法…………………………………………..
8
2.5小结……………………………………………………………..9
3基于模糊概念格的计算推理……………………………………………
10
3.1预备知识………………………………………………………..
10
3.2模糊概念的包含度定义…………………………………………….
1l
3.3模糊概的真度及真度映射的性质……………………………………
12
3-3模糊概念格上的计算推理方法………………………………………
13
3.4小结…………………………………………………………….14
4对偶概念格的属性约简……………………………………………….
15
4.1预备知识………………………………………………………..
15
4.2对偶概念格协调集的判定定理………………………………………
16
4.3对偶概念格约简方法与属性特征……………………………………
17
4.4小结…………………………………………………………….19
5结论与展望………………………………………………………….
20
5.1本文的主要研究成果………………………………………………
20
VTT
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5.2进一步研究的问题………………………………………………..
20
参考文献………………………………………………………………21
致谢………………………………………………………………….23
VIII
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1绪论
1.1
概念格的研究背景及研究现状
形式概念分析,也称概念格理论u一,是20世纪80年代初由德国数学家Wille
R.教授提
出的,它是一种从数据之间的关系出发,处理数学化的概念和概念之间层次结构的数学理
论,激发了数据处理领域许多学者的浓厚兴趣.在概念格理论的研究中,形式背景和形式概
念扮演了重要的角色.形式背景由对象集合和属性集合组成,是一个具有特殊关系的数据
库,其特殊性表现在对象和属性之间的关系只有“是”(用“l”表示)与“非”(用‘咿’表示)两种情
况.每个概念都是一个二元组,由外延和内涵组成.外延,即概念所覆盖的实例,能够准确的
刻画内涵;内涵,即概念的描述,也就是概念覆盖实例共有的特征.
在现实生活中,由于我们考虑问题的角度不同,所需要的数据也不同,有一些数据在讨
论中是不必要的,还有些数据可以由其他数据得到.所以,去掉冗余的数据在知识发现中就
尤为重要.概念格作为知识获取的一种重要工具,其约简理论是概念格研究中的重点课题
之一.属性约简就是在保证形式背景上所有概念的外延集合不变的前提下来寻找极小的属
性子集.概念格理论及其应用是目前热门研究领域之一.德国、法国、捷克等国家的学者在
这方面的研究处于领先地位,而我国在这方面的起步比较晚,但是近几年逐渐引起了很多
科学研究者的极大兴趣.到目前为止,概念格理论已经被广泛应用于诸多领域,如知识工
程、数据挖掘、信息检索、软件工程等领域‘H1.
在实际生活中,人们认识的许多概念都是模糊的,20世纪60年代,Zadeh第一次提出了
模糊逻辑的概念,它为处理不精确或者模糊的数据(如“高”或者“不高”)提供了有力的工具.
Burusco和Fuentes.Gonz6lesu训以模糊逻辑为基础提出了模糊概念格.模糊概念格的引入拓
宽了原来经典概念格应用的范围,经典概念格反映的是对象和属性之间的精确关系,模糊
概念格反映的是对象和属性之间的不确定性关系,因此,模糊概念格在实际决策问题中具
有更为重要的意义.但是,经典概念格具有的一些很好的性质模糊概念格并不一定都满足,
所以,模糊概念格的研究更为复杂.
迄今,已经有很多学者投入到模糊概念格的研究中,并且取得了一些成果,Pollandt¨卅,
B百lohkivekt肛他1等对模糊概念格的发展做出了很大贡献.B百lohldvektl9]从剩余蕴涵算子的
角度出发构造了模糊概念格,Jaoua;f【lElloumi¨Ⅵ利用经典集合和模糊集合构造了模糊概念
格等等.
1.2
计算推理的研究背景及研究现状
人工智能是近30多年来计算机科学的一个重要的研究领域,受到各个方面科学家的
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广泛重视.而人工智能的推理研究又是最为活跃的研究方向之一.计算推理是不确定推理
的一个分支,不确定推理处理的是不清晰的,不确定的,不完全的信息.通过不确定性的度量
对假设进行比较和排序,以便对不同的假设甚至相互矛盾的假设进行筛选,这是不确定推
理的基本思想.不确定推理有定量方法,定性方法,还有定性与定量相结合的方法.定量的方
法比较容易在计算机上实现,这里讲的不确定推理方法主要指定量的方法.不确定推理的
定量方法,首先是对不确定信息的表示和度量,不同的信息表示与度量方法即构成不同的
不确定推理沙“1.
目前采用的不确定推理方法有基于概率论的概率推理方法,基于证据理论的证据方
法,基于模糊理论的可能度方法,这三种方法各有优缺点,几乎同时产生并同时在发展着.
概率推理方法中最早使用的是不确定因子方法,是由Shortliffe和Buchanun于1975年提出
来的,并用于处理MYCIN系统中的不确定信息.不确定因子方法在给定证据下假设的信任
程度的增量与怀疑程度的增量的差的标准化值.作为假设的信任度计算公式标准化后的
数据在【.1,11中,.1表示假设的否定被确认,l表示假设被确认.1976年,Duda等提出了主观贝
叶斯方法,并应用于探矿专家系统PROSPECTOR的设计.证据理论又称为D.S理论,最早是
由Dempster于20世纪60年代提出的,70年代经Shafer发展成为比较完整的形式.证据理论
使用取值在【0,1]中的信任函数和似然函数两个数组成的区间表示在给定证据下对于假设
的估计和评价.模糊集理论是Zadeh于1965年提出来的,后来经过Dubois和Prade发展成为
一种重要的可能度推理方法.可能度推理方法更好的处理模糊不确定性和不完整信息,它
使用的度量是可能性度量与必然性度量.
在国内,胡国定对Shannon信息给出了新的定义,用概念的外延补集作为信息,外延补集
概率作为信息量该定义更适合于概念思维过程,在此基础上,胡国定又研究了或然逻辑,信
息推理作为一种新的不确定推理应运而生.信息推理不仅可以描述不确定推理,而且对于
假设的生成有着重要意义.另外一种很有意义的工作是王国俊引进的计算逻辑学,他通过
引进的蕴涵真度的概念,通过计算讨论了语义理论与语构理论,得到了包含经典逻辑,多值
逻辑,模糊逻辑等重要结论.王国俊提出的蕴涵真度本身就是包含度,用包含度方法从语义
出发即得计算推理.
本文研究内容的安排
全文内容安排如下:
第一章绪论
简单介绍概念格和模糊概念格的研究背景以及研究现状,并且给出本文的结构框架
和主要内容.
2
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