Về một mô hình CSDL quan hệ với thông tin không chắc chắn dạng ngôn ngữ gần tự nhiên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM LÊ CƯƠNG VỀ MỘT MƠ HÌNH CSDL QUAN HỆ VỚI THÔNG TIN KHÔNG CHẮC CHẮN DẠNG NGÔN NGỮ GẦN TỰ NHIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HÀ NỘI - 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM LÊ CƯƠNG VỀ MỘT MÔ HÌNH CSDL QUAN HỆ VỚI THƠNG TIN KHƠNG CHẮC CHẮN DẠNG NGÔN NGỮ GẦN TỰ NHIÊN Mã số : 1.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Người hướng dẫn khoa học: PGS,TSKH NGUYỄN CÁT HỔ HÀ NỘI - 2008 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU .7 CHƯƠNG – TỔNG QUAN .9 1.1 Lý thuyết mờ 1.1.1 Tập mờ .9 1.1.2 Lôgic mờ 10 1.1.3 Hạn chế việc quản lý thao tác thông tin mờ biểu thị lý thuyết tập mờ CSDL 11 1.1.4 Giới thiệu đại số gia tử .12 1.4.1 Đại số gia tử 14 1.4.1.1 Những phát biểu 15 1.1.4.1.2 Các khái niệm tính tuyến tính .15 1.1.4.1.3 Topo tính trù mật ĐSGT 17 1.1.4.1.4 Độ đo tính mờ 20 1.1.4.1.5 Hàm định lượng ngữ nghĩa biến ngôn ngữ 24 1.1.4.1.6 Sự tương tự tô-pô liệu định nghĩa ánh xạ định lượng ngữ nghĩa 28 CHƯƠNG – XÂY DỰNG MƠ HÌNH CSDL QUAN HỆ VỚI THÔNG TIN NGÔN NGỮ .33 2.1 Giới thiệu chung sở liệu với thông tin ngôn ngữ 33 2.2 Quản lý ngữ nghĩa liệu dựa ĐSGT 41 2.3 Phụ thuộc hàm dựa độ tương tự CSDL ngôn ngữ 46 2.4 Các đặc điểm tính chất mơ hình .56 CHƯƠNG 3- CÀI ĐẶT MỘT SỐ THỦ TỤC CỦA CSDL NGÔN NGỮ 58 3.1 Lập hàm sign .58 3.2 Lập hàm tính độ đo tính mờ fm 59 3.3 Lập hàm định lượng ngữ nghĩa QSF 61 3.4 Lập hàm ánh xạ giá trị giá trị biến ngôn ngữ sang miền giá trị thực 62 3.5 Lập hàm xác định lân cận mức k 63 3.6 Sửa đổi thao tác truyền thống sở liệu: insert, update, delete, select 63 3.6.1 Thao tác insert 64 3.6.2 Thao tác update 64 3.6.3 Thao tác delete 64 3.6.4 Thao tác select 65 3.7 Viết ứng dụng 65 3.7.1 Các hình nhập số liệu 66 3.7.2 Các báo cáo 71 KẾT LUẬN .74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 78 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT CSDL: Cơ sở liệu ĐSGT: Đại số gia tử DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Tập mờ tập rõ 10 Hình 2: Mơ tả cường độ dòng điện 12 Hình 3: Minh họa độ đo tính mờ .23 Hình 4: Một ví dụ hệ lân cận 35 Hình 5: Ví dụ hệ lân cận .40 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, CSDL mờ nhiều tác giả nước quan tâm nghiên cứu có kết đáng kể [1,6,14,15] Có nhiều cách tiếp cận khác cách tiếp cận theo lý thuyết tập mờ [2,14], theo lý thuyết khả Prade Testemale năm 1983, tương tự [11] Tất cách tiếp cận nhằm mục đích nắm bắt xử lý cách thỏa đáng quan điểm thơng tin khơng xác (Unexact), khơng chắn (uncertainty) hay thông tin không đầy đủ (Incomplete) Do đa dạng loại thông tin nên gặp khó khăn biểu thị ngữ nghĩa thao tác với chúng Trong năm gần đại số gia tử nhiều tác giả nghiên cứu [3,4,5,12,13] có ứng dụng đáng ý, đặc biệt lập luận xấp xỉ số tốn điều khiển Vì vậy, có nhiều kết nghiên cứu CSDL mờ, theo chiều hướng cách tiếp cận nghiên cứu CSDL mờ với ngữ nghĩa dựa đại số gia tử xem vấn đề nghiên cứu Khác với CSDL mờ giá trị ngơn ngữ xem nhãn tập mờ, theo cách tiếp cận ĐSGT, giá trị xem phần tử đại số gia tử, theo cách biểu thị ngữ nghĩa ĐSGT, chúng xem giá trị ngôn ngữ Con người thường phải đối mặt với thông tin khơng chắn có nhu cầu tự nhiên việc xây dựng CSDL mờ Việc quản lý thao tác thông tin mờ biểu thị lý thuyết tập mờ CSDL quan tâm nghiên cứu mạnh mẽ Tuy nhiên người ta gặp số khó khăn biểu diễn quản lý thông tin mờ Nhiệm vụ đề tài nghiên cứu tiếp mơ hình CSDL với thông tin biểu thị ngôn ngữ tự nhiên với ngữ nghĩa dựa cấu trúc thứ tự đại số gia tử phân tích ưu điểm mơ hình Nghiên cứu cài đặt thủ tục thao tác liệu để bảo đảm tính trọn vẹn liệu mơ hình CSDL chứng tỏ thuận tiện đơn giản loại mơ hình CHƯƠNG – TỔNG QUAN 1.1 Lý thuyết mờ 1.1.1 Tập mờ Các tập mờ hay tập hợp mờ (tiếng Anh: Fuzzy set) mở rộng lý thuyết tập hợp kinh điển dùng lôgic mờ Trong lý thuyết tập hợp kinh điển, quan hệ thành viên phần tử tập hợp đánh giá theo điều kiện rõ ràng — phần tử thuộc không thuộc tập hợp Ngược lại, lý thuyết tập mờ cho phép đánh giá quan hệ thành viên phần tử tập hợp; quan hệ mô tả hàm thuộc (membership function) Các tập mờ coi mở rộng lý thuyết tập hợp kinh điển vì, với miền định, hàm thuộc giữ vai trò hàm đặc trưng ánh xạ phần tử tới giá trị khái niệm kinh điển Định nghĩa 1.1 Một tập hợp mờ tập hợp kinh điển Χ định nghĩa sau: Hàm thuộc μA(x) lượng hóa mức độ mà phần tử x thuộc tập sở Χ Nếu hàm cho kết phần tử phần tử khơng có tập cho, kết mơ tả thành viên toàn phần tập hợp Các giá trị khoảng mở từ đến đặc trưng cho thành viên mờ 10 Hình 1: Tập mờ tập rõ Hàm thuộc μA(x) thỏa mãn điều kiện sau 1.1.2 Lôgic mờ Lôgic mờ (tiếng Anh: Fuzzy logic) phát triển từ lý thuyết tập mờ để thực lập luận cách xấp xỉ thay lập luận xác theo lơgic vị từ kinh điển Lơgic mờ coi mặt ứng dụng lý thuyết tập mờ để xử lý giá trị giới thực cho toán phức tạp (Klir 1997) Người ta hay nhầm lẫn khả với xác suất Tuy nhiên, hai khái niệm khác hẳn nhau; độ đắn lôgic mờ biểu diễn độ thuộc với tập định nghĩa không rõ ràng, khả xảy biến cố hay điều kiện Để minh họa khác biệt, xét tình sau: Bảo đứng ngơi nhà có hai phịng thơng nhau: phịng bếp phòng ăn Trong nhiều trường hợp, trạng thái Bảo tập hợp gồm thứ "ở bếp" hoàn toàn đơn giản: "trong bếp" "không bếp" Nhưng Bảo đứng cửa nối hai phịng sao? Anh ta coi "có phần bếp" Việc định lượng trạng thái "một phần" cho quan hệ thuộc tập mờ Chẳng hạn, Bảo thị ngón chân vào phịng ăn, ta nói Bảo "trong bếp" đến 99% phòng ăn 1% Một cịn đứng cửa ... HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM LÊ CƯƠNG VỀ MỘT MƠ HÌNH CSDL QUAN HỆ VỚI THÔNG TIN KHÔNG CHẮC CHẮN DẠNG NGÔN NGỮ GẦN TỰ NHIÊN Mã số : 1.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Người hướng dẫn... xét ngữ nghĩa tự nhiên thuật ngữ 1.1.4 Giới thiệu đại số gia tử Trong phần này, tiếp cận đại số gia tử ngữ nghĩa dựa quan hệ thứ tự liệu ngôn ngữ biến ngôn ngữ để xây dựng mơ hình CSDL quan hệ. .. mờ CSDL quan tâm nghiên cứu mạnh mẽ Tuy nhiên người ta gặp số khó khăn biểu diễn quản lý thông tin mờ Nhiệm vụ đề tài nghiên cứu tiếp mơ hình CSDL với thơng tin biểu thị ngôn ngữ tự nhiên với ngữ