محاسبات نرم

محاسبات نرم

۵ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «soft computing» ثبت شده است

  • تکراری

تعریف رشته: محاسبات نرم مشخص کننده راه حل های نادقیق و تقریبی  برای حل مسائلی که از نظر محاسباتی حل آنها دشوار بوده و هیچ الگوریتم شناخته شده ای برای حل دقیق آنها در زمان چندجمله ای وجود ندارد. برخلاف شیوه‌های محاسباتی سخت که تمامی همّت و توان خود را به دقیق‌بودن، و در جهت مدل‌ نمودن کامل حقیقت معطوف می‌دارند، روش‌های نرم بر اساس تحمّل نادقیق‌نگری‌ها، حقایق جزیی و ناکامل، و فقدان اطمینان استوار گردیده‌اند. به زبان سادهٔ علمی، روش‌های سخت برآمده از طبیعت و نحوه رفتار ماشین است، در حالی که شیوه‌های نرم، به انسان و تدابیر اتخاذ شده از سوی ذهن او به منظور حل و فصل مسائل اختصاص پیدا می‌کند. دانشجویان این رشته با گذراندن 24 واحد آموزشی، 2واحد سمینار  و 6 واحد پایان‌نامه فارغ‌التحصیل خواهند شد.

هدف رشته:
روش‌های محاسباتی متداول به اصلاح "سخت" تنها می‌توانند پدیده‌های نسبتاً ساده را به‌صورت دقیق مدل‌بندی و تجزیه و تحلیل کنند، ولی با روش‌های محاسبات به اصلاح "نرم" می‌توان پدیده‌های خیلی پیچیده در زیست‌شناسی، پزشکی، مهندسی، علوم‌انسانی، مدیریت و از این قبیل را نیز مطالعه و مدل‌بندی و تجزیه و تحلیل کرد.. تربیت متخصصان حرفه‌ای که تقریباً در هر وزارتخانه‌ا‌ی مشغول به‌کار شوند و روش‌هایی برای حل مسئله‌های آن‌ها ارائه نمایند.


منبع: سایت دانشکده علوم ریاضی دانشگاه شهید بهشتی



تقریبا چیزی که در این رشته در دانشگاه شهید بهشتی کار میشه، زیر مجموعه های مدل تئوری است.
رشته به شدت جذابیه برای عشق ریاضیایی که با منطق صفر و یک به بن بست رسیدن و دنبال یه منطق و جبر نزدیک تر به زندگی حقیقی انسانی هستن:)

  • تکراری

مشبکه Lattice

۱۶
مهر

مشبکه Lattice


مجموعه ی مرتب جزئی L همراه با عمل دوتایی    را یک مشبکه (Lattice) گوییم هرگاه برای هر دو عضو x و y از L، بزرگترین کران پایین {x,y} و کوچکترین کران بالای {x,y} موجود باشد.

یعنی:

به عبارتی می‌توان گفت، L یک مشبکه است هرگاه یک رسند-نیم مشبکه و یک وست-نیم مشبکه باشد.


می توان مشبکه را به صورت جبری نیز تعریف کرد.

جبر (L; ∨,∧) را یک مشبکه نامیم هرگاه در شرایط زیر صدق کند:

1)     خودتوانی:

جا به جایی:

شرکت پذیری:

1)     جذب:



مثال: مجموعه ی توانی همراه با عمل اشتراک و اجتماع یک مشبکه است.

زیرا به وضوح خواص خودتوانی، جا به جایی، شرکت پذیری و خاصیت جذب برای اجتماع و اشتراک مجموعه ها برقرار است.


برای درک بهتر، فرض کنیم مجموعه X برابر باشد با:

بنابراین:


نمودار هاسه این مشبکه به شکل زیر است:


  • تکراری

 نیم مشبکه Semilattice

 مجموعه ی مرتب جزئی S همراه با عمل دوتایی را یک رسند-نیم مشبکه (meet-semilattice) گوییم هرگاه برای هر دو عضو x و y از S بزرگترین کران پایین (Greatest Lower Bound) {x,y} موجود باشد.

 بزرگترین کران پایین {x,y} را با inf{x,y} یا x˄y نمایش می دهیم.

 به همین ترتیب وست-نیم مشکبه را تعریف می کنیم.

 در وست-نیم مشبکه (join-semilattice)، به ازای هر دو عضو x و y از S، کوچکترین کران بالای (Least Upper Bound) {x,y} موجود است.

 کوچکترین کران بالای {x,y} را با sup{x,y} یا x˅y نمایش می دهیم.

 

 می توانیم تعریفی جبری از نیم مشبکه ارائه دهیم.

 برای این منظور مجموعه ی S را همراه با عمل دوتایی ˄ در نظر می گیریم به طوریکه  شرایط زیر برقرار باشد:

x˄x=x

x˄y=y˄x

x˄(y˄z)=(x˄y)˄z

 در این صورت S را رسند-نیم مشبکه گویند.

 و به همین نحو وست-نیم مشبکه تعریف می شود.

 مثال:

                                                       

 این نمودار هاسه، نمایش دهنده ی یک رسند-نیم مشبکه (و وست-نیم مشبکه) است. زیرا meet join) هر دو عضو موجود است و شرایط ذکر شده در بالا برقرار است:

 به وضوح دو شرط اول برقرارند. شرط سوم را بررسی می کنیم:

a˄(b˄c) = a˄a = a

(a˄b)˄c = a˄c = a

 پس دو طرف تساوی با هم برابرند. با بررسی شرط سوم بر تک تک عناصر، نیم مشبکه بودن نمودار فوق، بدست می‌آید.

 

سوال: نشان دهید شکل زیر هیچ یک از انواع نیم مشبکه نیست.

                                            


نکته: با رابطه ی زیر می توان نشان داد دو تعریف فوق (تعریف ترتیبی و تعریف جبری) از نیم مشبکه با هم معادلند:

x y x˅y=y

x y x˄y=x


 

مرور بر مطالب قبل:

                                                           


  • تکراری

 نمودار هاسه Hasse Diagram

 فرض کنید (A,≤) یک مجموعه ی مرتب جزئی باشد. نمودار هاسه این مجموعه به صورت زیر ساخته می‌شود:


1.      به ازای هر یک از اعضای A یک نقطه در صفحه در نظر می‌گیریم. اگر a و b دو عضو متمایز از A باشند که a≤b ارتفاع b بیشتر از a باشد.

2.      اگر a و b دو عضو متمایز باشند و a≤b آنگاه با یک منحنی صعودی نقطه نظیر a را به نقطه نظیر b وصل می‌کنیم.

3.      تمام منحنی‌های رسم شده در گام 2 را برای خواص تعدی حذف می‌کنیم.

یعنی اگر a≤b نقطه نظیر a را به نقطه نظیر b با یک منحنی وصل می‌کنیم هرگاه عنصر c متمایز از a و b نداشته باشیم که a≤c≤b.


مثال: زوج های مرتب روی مجموعه اعداد طبیعی را با رابطه ی زیر در نظر بگیریم:

  (a,b) ≤ (c,d) if a ≤ c and b ≤d                                                                          

  نمودار هاسه به شکل زیر خواهد بود:


                                           


توجه1: برای رسم نمودار هاسه روش های متعددی وجود دارد، اما معمولا برای رسم ابتدا نقطه مینیمم (در صورت وجود) را قرار می دهند و باتوجه به رابطه ترتیب، نقاط و خطوط دیگر را اضافه می کنند. بنابراین نمودار هاسه هر مجموعه مرتب جزئی یکتا نیست.


توجه2: در نمودار هاسه دور و طوقه وجود ندارد. (با توجه به الگوریتم رسم واضح است.)

  • تکراری