CHƯƠNG 1. KHAI PHÁ TRI THỨC MỜ. ĐỂ có thể theo đôi nội đung luận văn một cách có hệ thống, chúng tối xin trình bay vấn tắt các khái niệm cơ bản của lý thuyết tip mo va Dai sé gia ti (SGT) trong 1. Khai phá trí thức theo cách tếp cận của lý 1-11.
Kiến thức cơ sở về tập mở Lý thuyết tập mờ lần đầu iên được Lofi A Zadeh, một giáo sư thuậc trường Đại học Caliomia, Berkley giới thiệu trong một cí trình nghiên cứu vào năm 1965 và sau đồ liên tục phát triễn mạnh mẽ Năm 1970, tại trường dai hoc Mary Queen, thành phé London - Anh, Ebrahim Mamdani di sử dụng logic mờ để điều khiển một máy hơi nước maéng không thể điều khiến bằng kỹ thuật cổ điền. Tại Nhật logic mờ được ứng dụng vào nhàmấy xử lý nước cổa hing Fuji Electronic vio nim 1983, hệ thống xe điện ngằmcủa Hitachi nấm 1987. Tuy logic mờ +a đối ở Mỹ, ứng dụng lần đầu ở Anh, nhưng nỗ lại được phát triễn và ứng dụng nhiều nhất ở Nhật Định nghĩa 1.1: Cho không gian nền U, tipA = U được gọi là tập mờ nếu A được xắc định bồi hàmgaG9: X—¬ [01] Au, được gọi là hằm thuậc, hàm liên thuộc hay hằm thành viên (membership fonction). VéixeX thi 1, (x) duge go la mic 46 thuậc của x vào A.
Trọng tâm cöa ý thuyết tập mờ là việc đề xuất khi niệm tập mờ (fuzzy set). VỀ rit toin học, một tập mờ A là một hàm số (soi là hàm thuộc (membership foncion)) sic định trên khoảng giá tị số mà đối số x có thể chấp nhận (gọi là tập võ trợ (oniverse of đisconrse)) X cho bởi 42 Œ): X— [0.1]Trong đó, A là nhãn mờ của biến X, thường mang một ý nghĩa ngôn ng aio đồ, mô tả định tính thuộc tính của đối tượng, chẳng hạn như cao, thấp, nống, lạnh, sẵng, tối La. được gọi là hàm thuộc, hàm liên thuộc hay hàm thành viên (membership function) V6ixeXthi M4 (8) được gọi là mức độ thuộc của x vào A “Như vậy ta cổ thể coi tậprõ là một trường hợp đặc biệt của tập mờ, trong 46 ham thuộc chỉ nhận 2 giá trị Ova 1 Ký hiệu tập mờ, ta có các dạng ký hiệu sau: - Liệt kề phần tử: giả sử U=(ab,cđ} ta có thể xác định một tập mờ A= 01 -A=ÍŒ&,G)IxeU} © A= ACO trong trường hợp U là không gian rồi rạc = A= J 12,60)/ x trong trường hợp Ú là không gian liên tục Lưu ý: Các kỹ hiệu3 và không phải là các phép tính tổng hay tích phân, mã chỉ là ký hiệu biểu thị tập hợp mỡ. Vi dy: Tap mo A la tap “số gần 2” xác định bởi him thude My= tad đắng báo 4= Ík-Œ—2))Ix€U} lscA< [~@Œ—2Ÿ/x 1-1-2.
Khai phá trí thức với thông tin mờ. Các hướng cận và các kỹ thuật chính trong khai phá dữ liệu Các hướng tiếp cận của PDL cổ thể được phân chỉa theo chức năng hay lớp các Đài oần khác nhau. Sau đầy là một sé hướng tiếp cận chính: - Phân lớp và đoán (classification & predicton): xếp một đỗi trợng vào một trong những lớp đã biết troớc. ` đụ: phân lớp vũng dia lý theo dỡ lệ thời tết.
Hướng tiếp cận này thường sở dung mét số kỹ thuật của macbine learning như cây quyết định (decision tree), mang tơ ren nhân tạo (neural nevork),. Phân lớp còn được gọi là học có giấm sắt (học cổ th hy ~ supervised learning), - Lut két hop (association rules): ta dang luit biée difa ti thi 6 dang kha don giản. Ví do: "60 9% nam giới vào siêu thị nếu mua ba thì cổ tới 80% - 13 «trong số họ sẽ mua thêm thịt bò khô”. Luật kết hợp được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực kinh.
anh, y hc, tin - nh, tài chính & thị tường chứng khoán, v. - Khai phá chuỗi theo thồi gian (teguentiaLienporal patterns): toong tw như khai phá oật kết hợp nhưng có thêm tính thứ ty và tính thời gian. Hướng tếp cận này được ứng dụng nhiều rong lĩnh vực tải chính và thị trường chứng khoán vì nô cổ tính dy bao cao. - Phân cum (clustering/segmentation): xép các đỗi tượng theo từng cụm (số lượng cũng như tên của cụm chưa được biết trước.
Phân cụm còn được gọi là học không giám sất (học không có thấy ~ uasupervised leaming), - Mồ dã Khải niệm (eoncept descriplon & sunmarizaton): thiên về mô tả, tổng hop và tôm tất khái niệm. Ví dụ: tôm tất văn bản, Các dạng dữ liệu có thể khai phá De KEDLL được ứng dọng rộng rãi nên nỗ có thể làm việc với rất niềo Liễu đỡ liệu khác nhau. Sau đây là một số kiêu dữ liệu điện hình. - CSDL quan hé (relational databases) - CSDL da chiée (multidimensional strocures, data warehouses) = CSDL dang giao dich (transactional databases) ~ CSDL quan bệ - hướng đổi tượng (Gbject- relzdonal datibase) - Dữ liệu không gian và thôi gian (spatial and temporal data) - Dữ liệu chuối thôi gian (me - series data) - CSDL da phisong tiga (multimedia databases) hư âm thanh (audio), hình ảnh (Gaage), phim ảnh (video), x.x - Dữ liệu Text va Web (text database & www) dt sé kim thite co bin DSGT Để xây dựng phương phấp luận tính toán nhằm giải quyết vấn đề mỗ phông các quê trình tơ đoy, suy luận của con người chúng ta phi thiết lập ảnh xạ: gán mỗi khái niệm mờ một tập mờ trong không gian tit cả các hầm F(U, [0, 1]) Nghĩa là ta mượn.
cấu trúc tính toán rất phong phú của tập để mô phỏng phương pháp lập luận của con "người thường vẫn được thực hiện trên nn ngôn ngỡ ty nhiên. Vy một vấn đề đặt ra là liên bản thin ngôn ngữ cổ cấu trúc tính toần không? Nế e6 thi các phương pháp lập luận xây dung trên đó đem lại những lợi ích gỉ? “hông qua ý thoyết về đại số gia tỡ tr cổ thể thấy rằng tập các gi tri cba một biển ngôn ngữ (biến mà giá trị của nó được lấy trong miễn ngôn. 8 là một cu trúc đại số đủ mạnh để tính toán. Lý thuyết đại số gia từ đã cổ gi nhúng p ng vào một cấu trúc đại số thích hợp và tìm cách xem chúng như là một đại số để tiên đề hổa sao cho cấu trốc thụ được mô phông tốt ngữ nghĩa ngân ngữ.
Đại số gia tờ Xét mét tp giá tị ngôn ngữ là miễn của biến ngôn ngữ (Linguistic domain) cia tiến chân ý TRUTH gêm các tờ sau T = dom(TRUTH) = {true, false, very tre, vey false, more tre, more false approximately true, approximately false, litle true, litle false, less true, less false, very sore re, very more false, very possibe trv, very posible false, very more tre, very more false, .} 10 Khi đô miễn ngôn ngỡ T = dem (TRUTH) có thể biểu thị như a mt edu trúc đại số AT=(Œ, G,H, S) tong đó: ~T: Là tập cơ sở cổa AT - G: 1à tập các tờ nguyên thủy (ập các phần tờ sinh: true, false). ~HH: Là tập of toán tử một ngồi, gợi là các gia tờ (các trạng từ nhấn) - S¿ Là biểu thị quan hệ thứ tự tiên các từ (các khái niệm mồ), nỗ được "cảm sinh” tờ ngữ nghĩa ty nhiên. Vĩ dụ: dựa trên ngỡ nghĩa, các quan hệ thứ tự sau là đồng: false true, more true very tre, very false S more false, possible toe < true, false< possible false Ta luôn giả thiết rằng các gia tử trong H la cdc toda tr thứ t, nghĩa là (Yh € HL hếT — T),(Y €T) (la €x hoặc h > x). Hai gia th, € HT được gọi à ngược nhau nến (Vw € T) (lx €x khi và chỉ kh kx > x} va ching được goi là tương thích nhau nếu (Wm ET) (loc Sx khi va chi khi ix <x} Ta ký hiệu h > Ác nếu h,k tương thích nhau và (Vx € T) (lx € le € x hoặc hx > kx 2 x}.
goi ra, tập H cén o5 thé duge phin hoach think hai tip H+ va H - vei cic gia ti trong tip H+ hay H - la twong thích nhau, mỗi phẫn tế trong H+ cing nguge vi bit kỷ phần tờ nào trong H - và ngược lạ Giả sở trong tập H~ cô phần từ V (ngầm định à veny — rt) và trong tập H - 06 phần tờ L (ngằm định là less — ¡9 là phẫn tờ lớn nhất tỉ phẫn tử cỉnh g € Gà đương nếug < Vg va la am nếu g > Vỹ (hoặc g € G là âm nếu g > Lự và là âm nếu g <Lg) Một gia từ h dương (hoặc âm) đối với một gia tờ k nếu (Wx € T) {hx Six <x hoặc Hx > r > xỷ (hoặc (V £ T) {r €hio €x hoặc x > hi > x)) T được cỉnh ra tờ G bởi các ga tổ trong H. Như vậy mỗi phẫn tờ của T sẽ có đang biếu điển làx ~hh, nh, €G Tập tắt cả các phẫn tử được nh ra tờ phần tờ x cổ đạng biễu diễn là Hs) ul Nếu G chỉ có đúng 2 từ nguyên thủy mờ, thì một được gọi là phẫn ti sink đương ký hiệu là t, một được gọi là phần tử sinh âm ký hiệu là £ và ta có £ < t (Trong ví dụ trên, ttương ứng với true là đương, còn £ tương ứng với filse là âm), 1 "Một số tính chất cũa đạisố gia tử Mật cấu trúc đại số AT = (T, G, H, <) với H được phân hoạch think H+ va H - các gia tử ngược nhau được gọi là một đại sổ gỉa nữ nếu nó thỏa mãn các tiên đề sau: (1) Mỗi gia tử hoặc là đương hoặc là âm đối với bắt kỹ một gia tờ nào khác, kế cả (C) No bai khái niệm ơ và v là độc ập nhao, nghĩa là uEHf() và veH(0), tủ (YxEHi0)) (xeff()). Ngoài ca név w và v là không cánh được tỉ bất kỳ xEH(2) cũng không sinh được với bắt kỹ y€H((). (HỆ) là tập các giá tị được sinh ra do tác động của các gia tử của H vào 0), (G) Nếu x z bx thì xếHÔnỘ) và nếu h # È và bx < thi hh Sein, vi moi gia tổ, k, hỲ và.
Hơn nữa nếu fx fox thì bự và Ex là độc lập. (6) Nếu veH(s) va v <v (hoặc > v) thìu Sh (hoặc t > bọ đối với mọi gia từ Xi đại số gia tổ AT có đồng 3 phần tờ sinh: đương, âm và một phần tử trung hòa w nằm giữa bai phẫn tờ sinh kia và cổ tính chất nụ = vw, với mọi h€H. Một phần ty được goi la phin tờ đối nghịch của phẫn tờ x nếu có tẫn tại một biểu diễn của x có dang x=h,.yg, w+ g € G, sa0 cho y=h,.