Теория нечетких множеств и логики - Учебно

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
И.о. проректора-начальник
управления по научной работе
_______________________ Г.Ф. Ромашкина
__________ _____________ 2011 г.
Теория нечетких множеств и логики
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для аспирантов специальности 05.13.18 - математическое
моделирование, численные методы и комплексы программ
очной и заочной форм обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор (ы) работы _____________________________/Шапцев В.А, Кугаевских А.В./
«______»___________2011 г.
Рассмотрено
на
заседании
кафедры
информационных
систем
«__»________2011г., протокол № ___. Соответствует требованиям к содержанию,
структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем _________стр.
Зав. кафедрой ______________________________/Ивашко А.Г./
«______»___________ 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК Института математики, естественных наук и
информационных технологий «__»________2011г., протокол № ___.
Соответствует ФГТ к структуре основной профессиональной образовательной
программы послевузовского профессионального образования (аспирантура)
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________/Глухих И.Н./
«______»_____________2011 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Нач. отдела аспирантуры
и докторантуры_____________М.Р. Сорокина
«______»_____________2011 г.
2011
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и
информационных технологий
Кафедра информационных систем
Шапцев В. А.
Кугаевских А. В.
Теория нечетких множеств и логики
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для аспирантов специальности 05.13.18 - математическое
моделирование, численные методы и комплексы программ
очной и заочной форм обучения
Тюменский государственный университет
2011
Шапцев В.А., Кугаевских А.В. Теория нечетких множеств и
логики. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для
аспирантов специальности 05.13.18 - математическое моделирование,
численные методы и комплексы программ очной и заочной форм
обучения. Тюмень, 2011, 8 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с ФГТ к структуре
основной
профессиональной
образовательной
программы
послевузовского профессионального образования (аспирантура).
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте
ТюмГУ: Теория нечетких множеств и логики [электронный ресурс] /
Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой информационных систем.
Утверждено и.о. проректора-начальника управления по научной
работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Шапцев В.А., профессор, д.т.н.
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Шапцев В.А., Кугаевских А.В., 2011.
1. Пояснительная записка
Цели и задачи дисциплины
Целью данной дисциплины является формирование у студентов
знаний в области автоматизации рассуждений, нечеткой логики.
Задачи: ознакомить студентов с современным состоянием
исследований в области автоматизации рассуждений, моделей
нечеткой логики и применения их к задачам анализа данных, дать
основы для самостоятельной разработки новых алгоритмов и
моделей.
1.1.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП
Для успешного освоения дисциплины требуются знания основ
объектно-ориентированного
программирования,
логического
программирования и синтаксиса языков программирования семейства
C и Prolog.
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины выпускник должен
обладать следующими компетенциями: способность проводить
моделирование процессов и систем (ПК-5); способность разрабатывать
средства реализации информационных технологий (методические,
информационные, математические, алгоритмические, технические и
программные) (ПК-12); способность проводить сбор, анализ научнотехнической информации, отечественного и зарубежного опыта по
тематике
исследования
(ПК-23);
готовность
использовать
математические методы обработки, анализа и синтеза результатов
профессиональных исследований (ПК-26).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
также:
 знать: основные алгоритмы автоматизации дедукционных и
индукционных алгоритмов, понятие нечеткого множества и принципы
нечеткой логики;
 уметь: проводить анализ предметной области и определять задачи,
для решения которых целесообразно использование нечеткой логики
и алгоритмов автоматизации рассуждений; выбирать методы и
средства для разработки алгоритмов автоматизации рассуждений;
 владеть: навыками разработки алгоритмов автоматизации
рассуждений с использованием всех достижений науки.
2. Трудоемкость дисциплины.
Семестр 3. Форма промежуточной аттестации зачет. Общая
трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетных единиц 36 часов. Из
них 26 час. - самостоятельная работа. 2 контрольные работы и
реферат.
3. Тематический план.
№
Виды учебной
работы и
самостоятельная
работа, в час.
3
4
8
6
7
1
1
5
1
форме
самостоятел
ьная работа
Автоматизация
рассуждений
лабораторны
е занятия
2
лекции
1
1.
Фор-мы
конт-роля
Всего часов
Тема
4. из них в интерактивной
Таблица 1. Тематический план
7
8
Контроль
ная
работа
2.
Нечеткие множества
6,5
0,5
1
5
1
3.
Логическое исчисление
6,5
0,5
1
5
1
4.
Нечеткая логика
предикатов 1 порядка
9
1
2
6
1
Функциональные
системы в теориях
нечеткой логики
7
1
1
5
1
Контроль
ная
работа
Итого:
36
4
6
26
5
Зачет
5.
из них часов в
интерактивной форме
5
Таблица 2. Планирование самостоятельной работы аспирантов
№
1
2
3
4
5
4.
Темы
Автоматизация
рассуждений
Нечеткие
множества
Логическое
исчисление
Нечеткая
логика
предикатов
1 порядка
Виды СРС
обязательные
дополнительные
Проработка лекций.
Выполнение заданий
по программам
практикумов.
Изучение литературы
и Интернета.
Проработка лекций.
Выполнение заданий
по программам
практикумов.
Изучение литературы
и Интернета.
Проработка лекций.
Выполнение заданий
по программам
практикумов.
Изучение литературы
и Интернета.
Проработка лекций.
Выполнение заданий
по программам
практикумов.
Изучение литературы
и Интернета.
Функциональн
ые системы в Проработка лекций.
теориях
Изучение литературы
нечеткой
и Интернета.
логики
ИТОГО:
Объем
часов
Анализ
ситуаций
5
Анализ
ситуаций
5
Анализ
ситуаций
5
Анализ
ситуаций.
Реферат
6
Анализ
ситуаций
5
26
Содержание дисциплины.
Тема 1. Автоматизация рассуждений. Дедуктивный вывод.
Индуктивный вывод методом JSM. Автоматическое порождение
гипотез.
Тема 2. Нечеткие множества.
Тема 3. Логическое исчисление. Логика высказываний. Логика
предикатов
Тема 4. Нечеткая логика предикатов 1 порядка (основные
свойства, теории).
Тема 5. Функциональные системы в теориях нечеткой логики. FLфункции.
5.
Темы лабораторных работ.
5.1. Реализация метода JSM
5.2. Реализация автоматического доказательства теорем
5.3. Реализация алгоритма логического вывода на основе логики
предикатов.
5.4. Реализация алгоритма логического вывода на основе нечеткой
логики предикатов
5.5. Реализация FL-функции
5.6. Реализация логик аргументации
6. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля
успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины.
6.1.Вопросы для 1 контрольной работы
 Основные принципы автоматизации рассуждений
 Понятие нечеткого множества и операции над ним
 Основные принципы логического исчисления
 Автоматическое доказательство теорем
 Принципы автоматизации индуктивной логики. Метод JSM
6.2.Вопросы для 2 контрольной работы
 Основные принципы нечеткой логики
 Понятие FL-функций
 Логики аргументации
6.3.Примерные темы рефератов
 Многозначные логики
 Новые исследования в области теории нечеткой логики
 Применение алгоритмов нечеткой логики
 Современное состояние исследований в области автоматизации
рассуждений
7.
Образовательные технологии.
Предусмотрены интерактивные формы проведения занятий:
 компьютерное моделирование и анализ результатов;
 организация дискуссий и круглых столов;
 проведение семинаров в диалоговом режиме.
8.
Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины (модуля).
8.1. Основная литература
 Автоматическое порождение гипотез в интеллектуальных
системах / Сост. Е.С. Панкратова, В.К. Финн. - М.: Либроком,
2009.
 ДСМ-метод автоматического порождения гипотез. Логические
и эпистемологические основания / Сост. О.М. Аншаков, Е.Ф.
Фабрикантова. - М.: Либроком, 2009.
 Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. – М.: Бином,
2009.
 Новак В. Математические принципы нечеткой логики. – М.
ФИЗМАТЛИТ, 2006.
8.2. Дополнительная литература
 Многозначные логики и их применения в двух томах / Сост.
О.М. Аншаков. – М.: Издательство ЛКИ, 2008.
8.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
 http://www.basegroup.ru/
8.4. Периодика
 Успехи современного естествознания.
 Information and Control.
 Компьютерра–Онлайн.
 Информатика и управление.
 Logical Studies.
9.
Технические
средства
обеспечение дисциплины.
9.1.
9.2.
и
материально-техническое
Лекционная аудитория с проектором.
Компьютерный класс.