0835 nghiên cứu rút gọn tập thuộc tính trong hệ quyết định giá trị tập luận văn tốt nghiệp

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết viết chung với tác giả khác đồng ý đồng tác giả trước đưa vào luận án Các kết trình bày luận án mới, số liệu trung thực chưa công bố cơng trình khác./ Nghiên cứu sinh ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn, bảo tận tình PGS.TS Nguyễn Bá Tường, người mà từ tác giả học nhiều điều quí giá Tác giả nhận hướng dẫn quan tâm giúp đỡ nhiều mặt, với đòi hỏi nghiêm khắc PGS.TS Hà Quang Thụy Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành tới người Thầy giúp tác giả hoàn thành mục tiêu đặt luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn tới tập thể thầy cô giáo, nhà khoa học thuộc: Học viện Kỹ thuật Quân sự, Trường Đại học Cơng nghệ (đặc biệt Phịng Thí nghiệm Công nghệ Tri thức - KTLab) - Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp giúp đỡ chuyên môn tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt thời gian học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến bạn đồng nghiệp giúp đỡ có trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm chun mơn, có nhiều ý kiến đóng góp quý báu cho tác giả trình nghiên cứu Tác giả biết ơn người thân, đặc biệt chồng con, chia sẻ khó khăn chỗ dựa vững tinh thần tạo điều kiện cho tác giả suốt thời gian hoàn thành luận án iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ vi BẢNG KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG .ix DANH MỤC HÌNH VẼ x MỞ ĐẦU Chương LÝ THUYẾT TẬP THÔ VÀ CÁC MỞ RỘNG .9 1.1 Hệ thông tin tập thô 1.1.1.Hệ thông tin 1.1.2 Quan hệ không phân biệt 10 1.1.3.Các tập xấp xỉ .12 1.1.4.Các tính chất xấp xỉ .15 1.1.5.Độ xác xấp xỉ .16 1.1.6.Bảng định 16 1.1.7.Quan hệ dung sai 18 1.2 Hệ thông tin giá trị tập 19 1.2.1.Khái niệm 19 1.2.2.Quan hệ dung sai hệ thông tin giá trị tập 20 1.2.3.Bảng định giá trị tập 21 1.2.4.Tập thô theo quan hệ dung sai 21 1.3 Kết luận 22 Chương RÚT GỌN THUỘC TÍNH THEO LÝ THUYẾT TẬP THƠ 24 2.1 .Giới thiệu chung 24 2.2 Rút gọn thuộc tính hệ thơng tin 25 2.2.1.Tập rút gọn tập lõi 25 iv 2.2.2.Ma trận phân biệt hàm phân biệt 30 2.2.3.Phụ thuộc xấp xỉ 33 2.2.3.1 Hàm thành viên thô 34 2.2.3.2 Độ phụ thuộc xấp xỉ .35 2.3 Rút gọn thuộc tính hệ thơng tin giá trị tập 35 2.3.1 Tập rút gọn hệ thông tin (bảng định) giá trị tập 36 2.3.2 Ma trận phân biệt 36 2.3.3 Rút gọn thuộc tính sử dụng đối tượng đại diện 38 2.4.Kết luận .40 Chương RÚT GỌN THUỘC TÍNH TRONG HỆ QUYẾT ĐỊNH GIÁ TRỊ TẬP SỬ DỤNG HÀM PHÂN BIỆT THEO BẢNG PHÂN BIỆT NGẪU NHIÊN 42 3.1.Cơ sở lý thuyết 42 3.1.1 Hàm phân biệt mở rộng .42 3.1.2 Bảng phân biệt ngẫu nhiên 44 3.1.3.Bảng ngẫu nhiên dung sai 49 3.1.4 Dàn giá trị thuộc tính 54 3.2 Thuật tốn tìm tập rút gọn thuộc tính bảng định giá trị tập 57 3.2.1 Thuật tốn 3.1 tìm tập rút gọn thuộc tính GMDSDT 57 3.2.2 Độ phức tạp thuật toán GMDSDT .58 3.2.3 Ví dụ minh họa 58 3.3 Thực nghiệm thuật toán GMDSDT 61 3.3.1 Cài đặt thuật toán 62 3.3.2 Chuẩn bị số liệu thực nghiệm 62 3.3.3 Thi hành thực nghiệm thuật toán 62 3.4.Thuật tốn tìm tập xấp xỉ hệ thông tin giá trị tập 65 3.4.1 Đặt vấn đề 65 3.4.2 Thuật tốn tìm tập xấp xỉ xấp xỉ VASDT .66 v 3.4.3 Độ phức tạp thuật toán VASDT 66 3.4.4 Ví dụ minh họa thuật tốn tìm tập xấp xỉ 67 3.5.Kết luận .68 Chương RÚT GỌN THUỘC TÍNH TRONG HỆ QUYẾT ĐỊNH GIÁ TRỊ TẬP SỬ DỤNG HÀM PHÂN BIỆT THEO MA TRẬN PHÂN BIỆT MỞ RỘNG 70 4.1.Chọn mẫu đại diện cho toán tìm tập rút gọn 70 4.1.1 Đặt vấn đề 70 4.1.2 Chọn tập đối tượng đại diện hệ thông tin giá trị tập 71 4.1.2.1 Cơ sở lý thuyết .71 4.1.2.2 Thuật toán chọn đối tượng đại diện hệ thông tin giá trị tập 73 4.1.2.3 Ví dụ minh họa .74 4.1.3 Chọn tập đối tượng đại diện bảng định giá trị tập .75 4.1.3.1 Cơ sở lý thuyết .75 4.1.3.2 Thuật toán chọn đối tượng đại diện bảng định giá trị tập .78 4.1.3.3 Ví dụ minh họa .79 4.2.Rút gọn thuộc tính bảng định giá trị tập sử dụng hàm phân biệt mởrộng.80 4.2.1 Cơ sở lý thuyết 80 4.2.2 Thuật tốn tìm tập rút gọn bảng định giá trị tập sử dụng hàm phân biệt mở rộng 85 4.2.3 Đánh giá độ phức tạp thuật toán RGDSDT 86 4.2.4 Ví dụ minh họa thuật toán RGDSDT .87 4.3.Rút gọn thuộc tính bảng định giá trị tập bổ sung loại bỏ thuộc tính 89 4.3.1 Cơ sở lý thuyết 89 4.3.2 Một số thuật tốn gia tăng tìm tập rút gọn thuộc tính RSDTAAS RSDTDA 95 4.3.3 Đánh giá độ phức tạp thuật toán RSDTAAS RSDTDAS 96 4.3.4 Ví dụ minh họa thuật tốn RSDTAAS RSDTDAS 97 4.4 Thực nghiệm thuật toán RGDSDT 100 vi 4.4.1 Cài đặt thuật toán RGDSDT 100 4.4.2 Thi hành thực nghiệm thuật toán RGDSDT .100 4.5.Kết luận chương 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 vii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ Thuật ngữ tiếng Việt Thuật ngữ tiếng Anh Bảng ngẫu nhiên dựa quan hệ dung sai Tolerance Based Contingency Table Bảng phân biệt Contingency Table Bảng định Decision Table Bảng định giá trị tập Set valued Decision Information System Hàm phân biệt Discernibility Function Hệ thông tin Information System Hệ thông tin đầy đủ Complete Information System Hệ thông tin giá trị tập Set valued Information System Hệ thông tin không quán Inconsistent Information System Ma trận không phân biệt Indiscernibility Matrix Quan hệ dung sai Tolerance Relation Quan hệ không phân biệt Indiscernibility Relation Rút gọn thuộc tính Attribute Reduction Tập lõi Core Tập rút gọn Reduct Tập thô Rough Set Xấp xỉ Lower Approximation Xấp xỉ Upper Approximation viii BẢNG KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu, từ viết tắt S  U, A,V , f  T  U,C  D,V , f Diễn giải Hệ thông tin  Bảng định IS  U, A,V , f  Hệ thông tin giá trị tập DS  (U,C d,V , f ) Bảng định giá trị tập |X| u a Số phần tử (lực lượng) tập X Giá trị đối tượng u thuộc tính a INDB Quan hệ B  không phân biệt u B Lớp tương đương chứa u quan hệ INDB U /B COVERU  Phân hoạch U sinh tập thuộc tính B Tập tất phủ U B (u) Hàm định suy rộng đối tượng u B BX B  xấp xỉ X hệ thông tin BX BNB  X  B  xấp xỉ X hệ thông tin POSB  D  B  miền dương D hệ thông tin TB Quan hệ dung sai tập thuộc tính B TB (X ) Xấp xỉ X hệ thông tin giá trị tập TB (X ) Xấp xỉ X hệ thông tin giá trị tập BNDT ( X ) Miền biên X hệ thông tin giá trị tập NEGT ( X ) Miền X hệ thông tin giá trị tập B B POST ( X ) B  miền biên X hệ thông tin Miền dương X hệ thông tin giá trị tập B CTB Bảng ngẫu nhiên tập thuộc tính B TCTB M DT Bảng ngẫu nhiên dựa quan hệ dung sai tập thuộc tính B Ma trận phân biệt discern(A) Hàm phân biệt ix ISP Hệ thông tin giá trị tập đại diện DSP Bảng định giá trị tập đại diện UP Tập đối tượng đại diện hệ thông tin giá trị tập RP Tập rút gọn dựa miền dương R Tập rút gọn dựa hàm định suy rộng RM Tập rút gọn dựa ma trận phân biệt RDF Tập rút gọn dựa hàm phân biệt mở rộng RCF Tập rút gọn dựa hàm phân biệt x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một ví dụvềhệthơng tin 10 Bảng 1.2 Bảng định vềbệnh cúm 17 Bảng 1.3 Hệthông tin giá trị tập 19 Bảng 2.1 Bảng rút gọn thứ hệ thống bệnh cúm R1 .27 Bảng 2.2 Bảng rút gọn thứhai hệ thống bệnh cúm R2 28 Bảng 2.3 Ma trận phân biệt xây dựng từBảng 1.2 .31 Bảng 2.4 Ma trận phân biệt bảng định giá trị tập xây dựng từBảng 1.335 Bảng 3.1 Bảng phân biệt ngẫu nhiên biểu diễn giá trị tập thuộc tính 49 Bảng 3.2 Minh họa giá trị hàm phân biệt .54 Bảng 3.3 Bảng định giá trị tập gồm cột thuộc tính (a1, a2 , a3, a4 ) .59 Bảng 3.4 Kết thực Thuật toán GMDSDT .64 Bảng 3.5 Tập rút gọn Thuật toán GMDSDT 64 Bảng 3.6 Bảng định giá trị tập gồm cột thuộc tính điều kiện cột d X .67 Bảng 4.1 Bảng định giá trị tập 74 Bảng 4.2 Hệthông tin giá trị tập đại diện từBảng 4.1 75 Bảng 4.3 Bảng định giá trị tập đại diện từBảng 4.1 79 Bảng 4.4 Bảng định giá trị tập bổsung a5,a6 90 Bảng 4.5 Kết thực Thuật toán RGDSDT Thuật toán GMDSDT 100 Bảng 4.6 Tập rút gọn Thuật toán RGDSDTvà Thuật toán GMDSDT 101