Tích hợp ý kiến ngôn ngữ và xác định độ nhất trí của nhóm chuyên gia ứng dụng trong đánh giá giáo dục

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TT&TT QUÁCH THỊ THANH HẢI TÍCH HỢP Ý KIẾN NGƠN NGỮ VÀ XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẤT TRÍ CỦA NHĨM CHUYÊN GIA ỨNG DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ GIÁO DỤC Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên, 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv LỜI CAM ĐOAN vii LỜI CẢM ƠN viii PHẦN MỞ ĐẦU .1 PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG I: TẬP MỜ VÀ BIẾN NGÔN NGỮ 1.1 Tập mờ 1.1.1 Định nghĩa tập mờ 1.1.2 Một số khái niệm đặc trƣng tập mờ 1.1.3 Các phép toán tập mờ 1.2 Số mờ phép toán số mờ 17 1.2.1 Số mờ: 17 1.2.2 Tập mờ lồi: 17 1.2.3 Tập mờ chuẩn 17 1.2.4 Các số mờ hay dùng .17 1.3 Nhãn ngôn ngữ, biến ngôn ngữ 19 1.3.1 Nhãn ngôn ngữ .19 1.3.2 Biến ngôn ngữ: .20 1.4 Kết luận chƣơng .22 CHƢƠNG II TÍCH HỢP Ý KIẾN VÀ XÁC ĐỊNH 23 ĐỘ ĐỒNG THUẬN CỦA NHÓM CHUYÊN GIA 23 2.1 Một số phƣơng pháp tích hợp 23 2.1.1 Phƣơng pháp tích hợp FLOWA 23 2.1.2 Phƣơng pháp tích hợp trọng số FLOWA .28 2.2 Độ trí nhóm chun gia 32 2.1.1 Đo mức đồng thuận 32 2.2.2 Xếp hạng ứng viên 33 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii 2.2.3 Tính độ đồng thuận .35 2.2.4 Giá trị trung bình sở đồng thuận 35 2.3 Kết luận: 36 Chƣơng III CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG 38 3.1 Đặt toán 38 3.2 Các thao tác tính toán: 40 3.3 Ngơn ngữ lập trình 41 3.4 Giao diện hƣớng dẫn sử dụng 42 3.5 Kết thử nghiệm .47 3.6 Đánh giá thi đua Trƣờng THPT thuộc Sở Giáo dục đào tạo tỉnh Ninh Bình .50 3.7 Một số kết luận từ kết thử nghiệm .52 3.8 Kết luận chƣơng .53 KẾT LUẬN .54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 kết tập hợp sau FLOWA với thái độ rủi ro: 30 Bảng 2: Ví dụ xếp hạng 34 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn tập mờ cho số nguyên Hình 1.2: Biểu diễn tập mờ cho tập ngƣời thấp, trung bình cao Hình 1.3 Minh họa cho phép hợp tập mờ Hình 1.4 Minh họa cho phép giao tập mờ Hình 1.5 Minh họa cho phép lấy phần bù tập mờ Hình 1.6 Phép co 11 Hình 1.7 Các hàm thuộc biến Nhiệt độ 16 Hình 1.8: Số mờ hình thang 18 Hình 1.9: Số mờ tam giác 19 Hình 2.1 Khái niệm FLOWA 24 Hình 2.2: Ví dụ tích hợp nhãn ngơn ngữ 27 Hình 2.3: phân bố trọng số chuyên gia lạc quan 28 Hình 2.4: Sự phân bố trọng số từ chuyên gia E2 31 Hình 2.5: kết tích hợp sau FLOWA với thái độ rủi ro 31 Hình 2.6: Các hàm thành viên số mờ A, B C 34 Hình 3.1: Giao diện hình 42 Hình 3.2: Giao diện sau kết nối sở liệu thành cơng 42 Hình 3.3: Giao diện cập nhật liệu 43 Hình 3.4: Giao diện nhập đối tƣợng 43 Hình 3.5: Giao diện nhập liệu chuyên gia 44 Hình 3.6: Giao diện chọn danh sách nhập kết đánh giá 44 Hình 3.7: Giao diện chọn đối tƣợng cần đánh giá 45 Hình 3.8: Lƣu đối tƣợng vừa chọn 45 Hình 3.9: Chọn chuyên gia tham gia đánh giá 46 Hinh 3.10: Nhập liệu phần đánh gia chuyên gia 46 Hình 3.11: Dữ liệu đánh giá chuyên gia 47 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi Hình 3.12: Kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia 48 Hình 3.13: Kết đánh giá mức độ đồng thuận có sẵn liệu 49 Hình 3.14 : Dữ liệu vào chuyên gia đánh giá 50 Hình 3.15 Kết đánh giá thi đua Trƣờng THPT tỉnh Ninh Bình .51 Hình 3.16: Kết đánh giá thi đua có sẵn liệu 52 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Tích hợp ý kiến ngơn ngữ xác định độ trí nhóm chun gia - Ứng dụng đánh giá giáo dục” công trình nghiên cứu tơi, dƣới hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Tân Ân, tham khảo nguồn tài liệu đƣợc rõ trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo Các nội dung công bố kết trình bày luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình Thái Ngun, tháng năm 2014 Quách Thị Thanh Hải Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Tân Ân, Thầy tận tình bảo giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô khoa Sau đại học Trƣờng Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thơng Thái Ngun nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trƣờng Xin cảm ơn bạn lớp đồng nghiệp nơi cơng tác tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình tơi động viên tơi suốt q trình học tập hồn thành luận văn Mặc dù tơi có nhiều cố gắng hồn thành luận văn cách tốt nhất, nhiên lực nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong nhận đƣợc đóng góp q báu thầy bạn Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài tính cấp thiết Ra định nhóm hoạt động quan trọng, cần thiết kinh doanh, sản xuất, dịch vụ đánh giá giáo dục Ra định nhóm (có nghĩa nhiều chuyên gia) hoạt động định chuẩn sử dụng số chuyên gia làm giảm bớt số khó khăn việc định giảm độ phức tạp khơng chắn vấn đề Vấn đề đƣợc mơ tả nhƣ sau: Có số lựa chọn (hay ứng viên hay phƣơng án) Làm để lựa chọn tốt Đây tốn tối ƣu thƣờng có đa mục tiêu Khi thông tin lựa chọn lại thơng tin mờ vấn đề cịn khó Trong trƣờng hợp này, hạ thấp độ tốt nghiệm, thay tìm phƣơng án tối ƣu ta cần tìm phƣơng án chấp nhận đƣợc vấn đề khơng đơn giản Có cách giải lấy ý kiến chuyên gia Có nhóm chun gia, chun gia đóng vai trị ngƣời đánh giá Nhiều trƣờng hợp, chuyên gia đƣợc gán trọng số phản ánh vai trò hay tầm quan trọng việc ảnh hƣởng tới kết chung Trƣớc lựa chọn, chuyên gia cho đánh giá lựa chọn, để theo họ cho đâu lựa chọn tốt Từ ý kiến riêng lẻ, làm để có đƣợc ý kiến chung? Hơn ý kiến chung phải đạt mức độ đồng thuận cao nhóm? Rất ý kiến riêng lẻ chuyên gia lại trùng nhau, việc tích hợp ý kiến chuyên gia thành ý kiến chung việc trƣớc tiên phải làm Trong trình tìm ý kiến chung, phải tìm đƣợc ý kiến chung đạt đƣợc đồng thuận cao nhóm Vì ta phải xác định mức độ đồng thuận thuận kèm theo ý kiến chung tìm đƣợc Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Đã có số tác giả công bố kết nghiên cứu vấn đề này, nhiên kết không đủ tổng quát để áp dụng cho trƣờng hợp để trƣờng hợp đạt hiệu cao Trong khuôn khổ luận văn thạc sỹ, chọn đề tài “Tích hợp ý kiến ngơn ngữ xác định độ trí nhóm chun gia - Ứng dụng đánh giá giáo dục” nhằm nghiên cứu phƣơng pháp tích hợp ý kiến dƣới dạng ngơn ngữ chuyên gia xác định độ trí kết tích hợp Luận văn nhằm minh họa khẳng định tính khả thi kết nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tích hợp ý kiến dƣới dạng ngơn ngữ xác định độ trí nhóm chuyên gia ý kiến chung Ứng dụng đánh giá giáo dục Hƣớng nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lý thuyết tập mờ, số mờ, biến ngôn ngữ, nhãn ngôn ngữ - Nghiên cứu tích hợp tích hợp nhãn ngơn ngữ - Phƣơng pháp tính độ trí chuyên gia - Xây dựng ứng dụng đánh giá giáo dục Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp đọc tài liệu, phân tích, tổng hợp - Phƣơng pháp thực nghiệm đối chứng Ý nghĩa khoa học đề tài Việc nghiên cứu phƣơng pháp tích hợp ý kiến dƣới dạng ngôn ngữ chuyên gia xác định độ trí kết tích hợp Từ xây dựng ứng dụng đánh giá giáo dục Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 42 - Microsoft SQL Server 2005 3.4 Giao diện hƣớng dẫn sử dụng - Từ giao diện thực kết nối sở liệu với tên máy chủ Hình 3.1: Giao diện hình - Sau kết nối với sở liệu lúc ta có giao diện sau Hình 3.2: Giao diện sau kết nối sở liệu thành cơng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 43 - Sau kết nối thành công muốn cập nhật liệu ta vào menu: Dữ liệu Hình 3.3: Giao diện cập nhật liệu - Ta cập nhật lại liệu vào bảng nhập đối tƣợng bảng nhập chuyên gia sau cập nhật xong ta nhấn vào nút lƣu, ta có giao diện sau: Hình 3.4: Giao diện nhập đối tượng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 44 Hình 3.5: Giao diện nhập liệu chuyên gia - Muốn đánh giá ý kiến chuyên gia vào chức năng: Chuyên gia> đánh giá thị giao diện sau Hình 3.6: Giao diện chọn danh sách nhập kết đánh giá Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 45 - từ giao diện ta chọn “chọn danh sách đối tƣợng” để đánh giá Hình 3.7: Giao diện chọn đối tượng cần đánh giá - Kết thúc việc chọn ta nhấn Enter sau đóng cửa sổ lƣu lại Hình 3.8: Lưu đối tượng vừa chọn Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 46 - Số lƣợng nhãn ngôn ngữ đánh giá đây: mặc định 10 - Chọn chức “ nhập kết đánh giá” + Bƣớc đầu ta chọn danh sách chuyên gia tham gia đánh giá đối tƣợng sau nhấn enter đóng cửa sổ Hình 3.9: Chọn chuyên gia tham gia đánh giá + Sau xuất cửa sổ đánh giá chuyên gia đƣợc chọn Ta nhập liệu cho phần đánh giá chuyên gia Hinh 3.10: Nhập liệu phần đánh gia chuyên gia Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 47 - Hệ thống chuyển sang chuyên gia hỏi ngƣời dùng cịn chun gia khơng Nếu cịn nhập tiếp khơng cịn tổng hợp để kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia - Nếu có liệu nhập sẵn cần chọn file liệu vào tổng hợp để đƣa kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia 3.5 Kết thử nghiệm Hình 3.11: Là kết thử nghiệm nhập liệu đánh giá chuyên gia Hình 3.11: Dữ liệu đánh giá chuyên gia Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 48 - Hệ thống chuyển sang chuyên gia hỏi ngƣời dùng cịn chun gia khơng - Hình 3.12 kết thử nghiệm tổng hợp mức độ đồng thuận chuyên gia đánh giá Hình 3.12: Kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 49 - Hình 3.13 kết đánh giá mức độ đồng thuận chun gia có sẵn liệu Hình 3.13: Kết đánh giá mức độ đồng thuận có sẵn liệu Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 50 3.6 Đánh giá thi đua Trƣờng THPT thuộc Sở Giáo dục đào tạo tỉnh Ninh Bình Chƣơng trình đƣợc áp dụng với trƣờng THPT tỉnh Ninh Bình đợt tổng kết thi đua năm học 2012- 2103 Chƣơng trình đánh giá thi đua trƣờng dựa phƣơng pháp tính mức độ đồng thuận chuyên gia tham gia đánh giá Mà liệu vào chuyên gia cho tiêu chí đạt đƣợc trƣờng với cách đánh giá mờ sử dụng nhãn ngôn ngữ để đánh giá Sau giao diện hiển thị liệu chuyên gia tham gia đánh giá trƣờng Hình 3.14 : Dữ liệu vào chuyên gia đánh giá Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 51 - Sau chạy chƣơng trình thu đƣợc kết nhƣ sau: Hình 3.15 Kết đánh giá thi đua Trường THPT tỉnh Ninh Bình Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 52 Hình 3.16: Kết đánh giá thi đua có sẵn liệu Nhƣ sau chạy chƣơng trình Từ đánh giá mờ chuyên gia, chƣơng trình đƣa đƣợc bảng xếp loại thi đua trƣờng từ đƣa mức độ đồng thuận chuyên gia Thời gian thực đánh giá gần giây 3.7 Một số kết luận từ kết thử nghiệm - Từ ý kiến riêng lẻ chuyên gia đƣa đƣợc ý kiến chung nhóm ý kiến chung đạt đƣợc đồng thuận cao nhóm - Qua bảng đánh giá chuyên gia ta nhận đƣợc bảng xếp loại thứ tự ý kiến đánh giá chuyên gia mức độ đồng thuận chuyên gia ý kiến thơng qua đánh giá mờ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 53 - Sau kết thử nghiệm ta áp dụng đánh giá cho thi đạt kết cao 3.8 Kết luận chƣơng Qua nội dung Chƣơng 3, tơi trình bày số vấn đề liên quan đến việc xây dựng chƣơng trình Đánh giá ý kiến chuyên gia lựa chọn thành ý kiến chung nhóm, từ ý kiến chung nhóm đƣa mức độ đồng thuận độ trí cao nhóm áp dụng phƣơng pháp đánh giá để đánh giá thi đua trƣờng THPT tỉnh Ninh Bình năm học 2012 - 2013 dựa hai phƣơng pháp phƣơng pháp tích hợp ý kiến chuyên gia thành ý kiến chung từ để tính mức độ đồng thuận chuyên gia Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 54 KẾT LUẬN  Những kết thu đƣợc từ luận văn: Sau trình nghiên cứu thực hiện, luận văn tập trung vào vấn đề sau: Chƣơng giới thiệu số khái niệm tập mờ nhƣ định nghĩa, ứng dụng, phép toán tập mờ nhƣ phép giao, hợp, lấy phần bù, tích Đề-các,… nhƣ khái niệm liên quan đến nhãn ngôn ngữ biến ngơn ngữ Chƣơng tập trung vào trình bày chi tiết phƣơng pháp trình bày phƣơng tích hợp đánh giá riêng lẻ chuyên gia thành ý kiến chung nhóm Dựa ý kiến chung nhóm để xếp hạng lựa chọn tính mức độ đồng thuận dựa khác ý kiến riêng lẻ ý kiến nhóm để thu đƣợc độ trí cao nhóm Chƣơng trình bày số nội dung liên quan đến việc xây dựng ứn dụng đánh giá đối tƣợng dựa phƣơng pháp nêu trên, tích hợp ý kiến riêng lẻ chuyên gia thành ý kiến chung nhóm để từ đƣa đƣợc mức độ đồng thuận cao nhóm áp dụng phƣơng pháp để đánh giá thi đua trƣờng THPT tỉnh Ninh Bình  Những hạn chế hƣớng phát triển tƣơng lai: Hạn chế: Do điều kiện nên việc thử nghiệm thực tế hạn chế, việc thử nghiệm chƣa nhiều chƣa phổ biến Trong hiển thị kết đánh giá chuyên gia chƣa hiển thị đƣợc đầy đủ đánh giá diện tích hình có hạn - Với kết đạt đƣợc luận văn, đề xuất số công việc cần làm thời gian tới Cụ thể nhƣ sau: + Vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm đánh giá hay thi đơn vị, quan Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 55 - Mặc dù cố gắng, nỗ lực nhƣng thời gian trình độ có hạn chế định nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Trong tƣơng lai học viên cố gắng hoàn thiện hạn chế phát triển vấn đề nêu để mang lại vấn đề khả quan Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy bạn để luận văn ngày hồn thiện Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Cát Hồ Nguyễn Công Hào (2009) Giáo trình logic mờ ứng dụng Tiếng Anh [2] Baas, S M, & Kwakemaak H (1997) Rating and ranking of multiple – aspect altematives using fuzzy sets Automatica, 13(1), 47 – 58 [3] Ben- Arieh, D., & Chen, Z (2006) On linguistic label aggregation and consensus measure for auto – cratic decision – making using group recommendations IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part A, 36 (3), 558 – 568 [4] Herrera, F, & Herrere – Viedma E (1997) Aggregation operators for linguistic weighted informa – tion IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybemetics Part A: Systems and Humans, 27(5), 646- 656 [5] Ness, J., & Hoffman C (1998) Putting sense into consensus: Solving the puzzle of making tema decisions Tacoma, Wash: VISTA Associates [6] Kacprzyk, J., Fedrizzi, M., & Nurmi, H (1993) Group decision making with fuzzy majorities rep - represented by linguistic quantifiers In D Dubois, H Prade, & R R Yager (Eds.), Readings in fuzzy sets for intelligent systems Los Altos, CA: Morgan Kaufmann [7] Wang, R.-C, & Chuu, S.-J (2002) Group decision making using a fuzzy linguistic approach for eval – uating the flexibility in a manufacturing sytem European journal of Operational Research, 154, 563 – 572 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... ngơn ngữ xác định độ trí nhóm chuyên gia ý kiến chung Ứng dụng đánh giá giáo dục Hƣớng nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lý thuyết tập mờ, số mờ, biến ngôn ngữ, nhãn ngôn ngữ - Nghiên cứu tích hợp tích. .. nghiệm đối chứng Ý nghĩa khoa học đề tài Việc nghiên cứu phƣơng pháp tích hợp ý kiến dƣới dạng ngôn ngữ chuyên gia xác định độ trí kết tích hợp Từ xây dựng ứng dụng đánh giá giáo dục Số hóa Trung... vào ý kiến chung nhóm Mà tích hợp bƣớc quan trọng q trình định nhóm mong muốn đánh giá độ trí chuyên gia Độ trí gọi đồng thuận, Trong chƣơng trình bày phƣơng pháp tích hợp ý kiến đánh giá chuyên