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模糊数学的实际应用论文

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模糊数学的实际应用论文

论文参考:对经济研究中数学方法运用的思辨如何认识经济研究中数学方法的运用在学术界历来争议很大。自从1969年首届诺贝尔经济学奖授予将数学和统计方法应用于经济分析的荷兰经济学家丁伯根以后,在世界范围内出现了一股经济研究数学化的热潮。经济研究中这种倾向性的风气,对我国经济理论界产生了很大影响,一些经济理论文章出现了大段大段数学公式的推导,个别学术性经济类杂志(并非是计量经济学或统计学杂志)此类文章甚至占了1/2到2/3,对此不少经济学家产生了疑惑:难道这就是经济理论研究的方向,这类研究可以解决或阐明我国经济体制改革中的一些现实问题吗?一、经济研究离不开数学一部科学史揭示了这样一个事实:凡属“科学”范畴的各个学科,都是在人类社会活动实践的基础上产生的。学科的划分和不同学科各自特征的归纳都是“人为”因素作用的结果,就内在本质而言,各学科之间相互作用、相互影响、相互渗透的关联性极为明显,不惟自然科学与社会科学各自内部的学科,就是两类学科之间也是如此。经济学是研究社会资源配置及社会经济关系的一门科学。基于资源存量与流量的可度量性,为了使资源配置更加公平、效率更高,经济学有必要借助于数学这一严密、精确、实用的思维工具。基于在资源配置过程中所形成的经济关系涉及到经济制度、社会心理、价值观念等难以量化的因素,经济学作为一种以思辨定性分析为主的实证性科学,不可能以数学作为经济研究中基本的或者说万能的工具。关于数学方法在经济学中的作用问题,在理论界历来争议就很大,这种论争至少已有100年之久。从“反对数学的蒙昧主义”,到断言没有数学就没有任何科学,见仁见智,意见可谓大相径庭。作为实际经济活动的理论概括和抽象的经济学,从其萌发到形成始终没有离开过数学。一方面,数的概念是在漫长的生产活动过程中产生的,另一方面生产活动也总是需要经济类的不同学科,诸如人口学、市场学、劳动工资学、价格学、财政学、金融学、会计学等等无一不与计数、计量、计算有关。离开数的概念,离开算的方法,可以说就不会有这些学科。经济活动的实践决定了经济理论的研究也离不开数量,并且在经济学中运用数学的程度与数学本身的发展密切相关。纵观数学的历史,其可分为有质的区别的四个基本阶段。第一阶段,计数、算术时期(终止于纪元前5世纪);第二阶段,初等数学即常量数学时期(终止于17世纪);第三阶段,变量数学时期(终止于19世纪);第四阶段,现代数学时期。现代数学时期突出的特点是,多种多样的数学分支不断成长,数学的对象和应用范围大大扩展,并且以更高的理论抽象和概括揭示出了数学中最一般的统一的概念。尽管数学的概念和结论极为抽象,但是它们都是从现实中来的,并且能在其他学科中、在社会生活实践中得以广泛应用,这也许是数学不仅具有无限的生命力且对于各个学科都有巨大影响和吸引力的根由所在。正如恩格斯在《反杜林论》中所说,应用数学来研究现实世界的这种可能性的根源在于:数学从这个世界本身提取出来,并且仅仅表现这个世界所固有的关系的形成部分,因此才能够一般地加以应用。经济学对数学的应用范围伴随着数学的发展在不断扩大。在19世纪之前,经济学主要运用的是初等数学。从威廉·配第的《赋税论》(1662)、《政治算术》(1676),到魁奈的《经济表》(1758),都是利用数字、图表和简单的计算去描述分析国民财富的状况和变化。从19世纪起,经济学的研究引入了变量和函数的概念,数学方法的运用更为普遍。其中,考纳德的《财富理论的数学原理研究》(1838)是一本有意识地运用数学公式来说明经济问题的著作。此后,屠能的以实际数量为根据的经验公式(1850)、瓦尔拉的均衡交易理论(1874)、哈罗德的经济增长模型(1948)、丁伯根的包括48个方程式的大型经济增长模型(1939)、刘易斯的“二元经济”模型(1954)、托宾的中值—变量模型(1958)以及20世纪70年代至90年代索洛和罗曼的经济增长模型等等,一大批运用数学方法研究经济问题的论著纷纷问世。这些著作的共同特点是既使用了一般经济概念和传统经济方法,同时又使用了从最简单的数学符号到最新的数学方法。从经济学与数学形影相随的发展历程可以获知,数学能为经济学提供特有的、严密的分析方法,它同定性分析中常用的逻辑学一样,是一种认识世界的工具。但是数学的应用只有与具体现象的深刻理论和严格的“质”的规定性相结合才有意义,否则经济研究会陷入毫无实在内容的公式与数学的游戏之中。二、经济研究中运用数学方法出现的偏差现在关于数学在经济研究中运用问题的争论焦点,不是经济学要不要运用数学方法,而是如何运用数学方法问题。对于前者,经济活动中对数学广泛应用的实践和经济理论运用数学方法研究成果的不断推出已经作出了肯定回答,而对于后者却众说纷纭,莫衷一是。由此使得经济学在运用数学方法时出现了严重偏差,影响了研究效果,发展下去有可能使我国经济研究步入歧途。经济研究中应用数学方法存在的主要问题有:1.运用范围过泛过滥。数学运用的界域是可以量化的事物,经济研究的视野是人类一切经济活动和社会关系。并非所有的经济活动和经济关系都是可以量化的,尤其是社会经济关系,它受到制度的、道德的、文化的、历史的诸多社会因素的影响,这些因素几乎大部分是无法量化的。如若硬是将不可量化的因素用数学公式将它们的关系表达出来,似乎怎么说都有道理,因为它们根本不存在运算关系,也无法运用数量的计算去考证对错。尽管数学也是反映人的思维的一种语言,但并非所有的科学都能转化为数学的语言。像物理学、化学、生物学这些与数学紧密关联的学科也是如此,有些问题即使将其转化为数学关系式,也不一定具有可解性。而以人类社会活动为研究对象的社会科学对数学的运用所受的限制就更多了,试图将经济学非人性化,以至将经济活动中的人“机械化”,将人的活动程序化、公式化,这无疑是经济研究的一种自我毁灭。不看对象、不问条件、一门心思运用数学方法去求解经济问题,很容易使经济学沉湎于方法论的探寻,拘泥于微观经济体的研究,而对于涉及宏观经济体制变革、机制设计以及社会关系调整等全局性的问题有所轻视和忽略。正如理查德·布隆克所说,现代经济学越来越热衷于复杂的数学计算,沾沾自喜于美妙的数学模型,玩弄神秘。其结果是导致经济学逐步地与每日生活的丰富性、复杂性和非理性相脱离。近几年的经济研究动态已显露出这方面的一些令人忧虑的迹象。2.对数学模型约束条件的取舍过于随意。几乎所有的理论都是在设定若干前提和假设条件的基础上确立的。如会计学中会计主体、持续经营、会计期间和货币计量等四个会计假定,西方经济学中“经济人”及“完全市场化”的假定等。数学方法逻辑严密性和计算准确性的性质决定了任何一个数学模型都要受到若干条件的约束,只有假定这些条件满足,该数学模型才能成立。方程越复杂所受的约束条件越多。现在一些经济学家建立数学模型对于约束条件,一是根本不去考虑,二是过于简化,三是约束条件的确定十分随意,仅从模型本身的需要出发而不考虑是否符合客观实际要求。如此建立起来的数学模型起不到对经济现象量化模拟和对经济理论抽象概括的作用,相反,容易引起理论的混乱和实际操作的重大失误。3.数学方法应用的目的不很明确。数学也是一种语言,对某些现象之所以要用数学而不用其他形式的语言(如文字、图画、音乐、形体等)去描述,就是因为它能够比其他形式的语言更简练、更准确地将该现象表示出来。如果达不到简练准确的效果,就应该采用其他的语言形式。有些经济学家对这一点不大明白,将本来可以用浅显易懂的语言说明的问题,故意用多数人看不懂的数学公式表达出来,而得出的结论却是人人通晓的一般经济学常识。这样做的目的似乎只能解释为:可以掩饰经济理论贫乏之尴尬,可以省却向客观实际调查之劳苦,可以以渊博的数学知识作为傲视经济界同仁之资本,可以实践“所谓理论就是将简明通浅的事理以晦涩诘屈的语言描述出来”的治学之道。这方面西方经济学界也有许多深刻的教训。例如20世纪90年代,一些经济学家试图用随机微分和非参数统计方法研究金融问题,但至今成效甚微,甚至于应用方面出现了致命的偏差。4.为刻意建立模型,对来自实际的数据采取唯我所取的实用主义态度。本来构建数学模型要对所研究的现象进行细微周密的调查,尽可能获取详尽的数字资料,并应做一番去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的深入分析,以期找出主要因素及各因素的数量关系,从而建立起数学表达式。可现在一些经济学家却反其道而行之,将构建数学模型的顺序颠倒了过来。采取先确定数学表达式,然后再找能够支持数学关系式成立的数据,从而验证自己所做出的理论概括的正确性。这种以主观意识为导向的研究方法是不可取的,说严重一点,它带有较强的唯心主义色彩,其实它与电脑算命有异曲同工之妙,尽管它披上了数学这层“科学”的外衣。经济学本来应是一门从实践到理论再到实践的不断用实践验证和充实的实证性科学,若反其道而行之,难免会使经济研究步入不问民众疾苦,远离社会经济生活实际的歧途。5.用数学模型对经济进行预测分析的效果不尽如人意。仅以对股票价格预测为例就足以说明这一点。股市可以说是信息资料最为充分、最为准确,也最有条件根据各种相关资料来拟合数学模型的实验场。人们总是千方百计试图建立各种数学模型去预测股价走势。现在市场上有钱龙、胜龙、胜者之星、指南针等十几种股票行情分析软件,但是无论用哪一种软件去预测分析股票走势,似乎胜算的几率也只能维持在50%左右。无法准确预测未来走势也正是股市具有吸引投资和投机的魅力所在。近来一些从事理论物理研究的人认为股票价格也适用于量子物理中的“海森堡测不准原理”。整个宏观经济的运行以及诸如物价、失业、经济增长等经济问题要比股市复杂得多,力图用一两个数学模型去准确分析预测其动态变化是不现实的,否则会使经济学陷入尴尬的“混沌”境界。最著名的“蝴蝶效应”的实例就说明了数学模型于实际应用的局限性。麻省理工学院气象学家洛仑茨曾用计算机求解模拟地球大气的13个方程式,以预报天气。为了提高预报的精度,他把一个小小的中间变量取出。然而,在他喝完一杯咖啡回来后,却惊奇地发现:这一小小的变动已使得结果相差十万八千里!计算机没有毛病,他的改变也有道理,结果何以天上人间?洛仑茨冥思苦想,最后认定自己陷入了“混沌”现象:初始值的极端不稳定性,导致最终结果的巨大差异。好比说,加勒比海一只微不足道的蝴蝶哪一天也许只是想调调情而振动了一下它那美丽的翅膀,结果几个月后地球上竟出现一场威力无比、铺天盖地的龙卷风!混沌无所不在。宇宙是这样,地球是这样,经济现象也是这样。人们所建立的数学模型只能展示某种现象总体的、大致的、趋向性的走势。就连人的身高与体重这种高度相关的自然现象,世界各国的统计学家、生物学家所拟合的回归方程也各不相同,何况对于以人的思维和人的行为为主要导向的社会经济现象呢?近200年来,经济学史上能够经得起实践检查、为人们普遍采用的数学模型多是那些较为简便,易于应用,且能描述事物总体趋势的数学公式。如恩格尔系数、基尼系数、拉斯贝尔指数、派许指数、哈罗德-多马经济增长模型、科布-道格拉斯生产函数、凯恩斯的消费函数、希克斯的IS-LM模型等。这类数学模型的数量与汗牛充栋的经济学论著相较实在少得可怜,难免使人不对经济研究中的应用数学方法的成果感到失望。正如刘易斯在《经济增长理论》一书中所说,“大多数预测在方法上是不可行”的,“为了能预言将要发生的事,我们不能不了解所有的变量将怎样变动,单凭个人的头脑不可能建立可以预测未来的成万个变量的方程体系。”详细见:

你是写原理 还是写应用 写原理可以比较不同方法的结果比较 应用的话可以写某一方面 也可以写与其它方法的联用

浅谈自动化机械制造\x0d\x0a摘 要:自动化制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。\x0d\x0a关键词:制造规模;关键技术;发展趋势\x0d\x0a\x0d\x0a随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。\x0d\x0a一、自动化机械制造规模\x0d\x0a按规模大小FMS可分为如下4类\x0d\x0a(一)自动化制造单元\x0d\x0aFMC:的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实{目单机自动化化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。\x0d\x0a(二)自动化制造系统\x0d\x0a通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。\x0d\x0a(三)自动化制造线\x0d\x0a它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f:MS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床,亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统自动化的要求低于FMS,但生产率更高。\x0d\x0a(四)自动化制造工厂\x0d\x0aFMt是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(C1MS)投入实际,实现生产系统自动化化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统IMS)为代表,其特点是实现工厂自动化化及自动化。\x0d\x0a二、自动化关键技术\x0d\x0a(一)计算机辅助设计\x0d\x0a未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。\x0d\x0a(二)模糊控制技术\x0d\x0a模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。\x0d\x0a(三)工智能、专家系统及智能传感器技术\x0d\x0a迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了自动化。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。\x0d\x0a(四)人工神经网络技术\x0d\x0a人工神经网络fANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。三、启动控制技术发展趋势\x0d\x0a(一)FMC将成为发展和应用的热门技术\x0d\x0a这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。\x0d\x0a(二)朝多功能方向发展\x0d\x0a由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统”frms)国际性开发项目,属于第二代FMS:完善的第二代FMS正在不断实现。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。\x0d\x0a进入新世纪,FMS获得迅猛发展,几乎成生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的发展,提供了可供集成一个整体系统的技术基础:另一方面,世界市场发生了重大变化,由过去传统、相对稳定的市场,发展为动态多变的市场,为了从市场中求生存、求发展,提高企业对市场需求的应变能力,人们开始探索新的生产方法和经营模式。

模式识别是计算机应用的重要领域之一。人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题。如计算机使用模糊数学,便能大大提高模式识别能力,可模拟人类神经系统的活动。

在工业控制领域中,应用模糊数学,可使空调器的温度控制更为合理,洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理中,运用模糊数学的方法,有可能形成更加有效的决策。

扩展资料:

一、相关应用

模糊数学是一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。

在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机智能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。

二、研究内容

第一,研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系。

查德以精确数学集合论为基础,并考虑到对数学的集合概念进行修改和推广。

第二,研究模糊语言学和模糊逻辑。

人类自然语言具有模糊性,人们经常接受模糊语言与模糊信息,并能做出正确的识别和判断。

第三,研究模糊数学的应用。

模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复杂事物的需要,查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化,从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来,过去精确数学、随机数学描述感到不足之处,就能得到弥补。

参考资料来源:百度百科-模糊数学

模糊数学论文实际问题

定义在1965 年美国控制论学者.扎德发表论文《模糊集合》,标志着这门新学科的诞生。现代数学建立在集合论的基础上。一组对象确定一组属性,人们可以通过指明属性来说明概念,也可以通过指明对象来说明。符合概念的那些对象的全体叫做这个概念的外延,外延实际上就是集合。一切现实的理论系统都有可能纳入集合描述的数学框架。经典的集合论只把自己的表现力限制在那些有明确外延的概念和事物上,它明确地规定:每一个集合都必须由确定的元素所构成,元素对集合的隶属关系必须是明确的。对模糊性的数学处理是以将经典的集合论扩展为模糊集合论为基础的,乘积空间中的模糊子集就给出了一对元素间的模糊关系。对模糊现象的数学处理就是在这个基础上展开的。从纯数学角度看,集合概念的扩充使许多数学分支都增添了新的内容。例如模糊拓扑学、不分明线性空间、模糊代数学、模糊分析学、模糊测度与积分、模糊群、模糊范畴、模糊图论、模糊概率统计、模糊逻辑学等。其中有些领域已有比较深入的研究。模糊性数学发展的主流是在它的应用方面。由于模糊性概念已经找到了模糊集的描述方式,人们运用概念进行判断、评价、推理、决策和控制的过程也可以用模糊性数学的方法来描述。例如模糊聚类分析、模糊模式识别、模糊综合评判、模糊决策与模糊预测、模糊控制、模糊信息处理等。这些方法构成了一种模糊性系统理论,构成了一种思辨数学的雏形,它已经在医学、气象、心理、经济管理、石油、地质、环境、生物、农业、林业、化工、语言、控制、遥感、教育、体育等方面取得具体的研究成果。模糊性数学最重要的应用领域应是计算机智能。它已经被用于专家系统和知识工程等方面,在各个领域中发挥看非常重要的作用,并已获得巨大的经济效益。编辑本段产生现代数学是建立在集合论的基础上。集合论的重要意义就一个侧面看,在于它把数学的抽象能力延伸到人类认识过程的深处。一组对象确定一组属性,人们可以通过说明属性来说明概念(内涵),也可以通过指明对象来说明它。符合概念的那些对象的全体叫做这个概念的外延,外延其实就是集合。从这个意义上讲,集合可以表现概念,而集合论中的关系和运算又可以表现判断和推理,一切现实的理论系统都一可能纳入集合描述的数学框架。但是,数学的发展也是阶段性的。经典集合论只能把自己的表现力限制在那些有明确外延的概念和事物上,它明确地限定:每个集合都必须由明确的元素构成,元素对集合的隶属关系必须是明确的,决不能模棱两可。对于那些外延不分明的概念和事物,经典集合论是暂时不去反映的,属 控制论模型于待发展的范畴。在较长时间里,精确数学及随机数学在描述自然界多种事物的运动规律中,获得显著效果。但是,在客观世界中还普遍存在着大量的模糊现象。以前人们回避它,但是,由于现代科技所面对的系统日益复杂,模糊性总是伴随着复杂性出现。各门学科,尤其是人文、社会学科及其它“软科学”的数学化、定量化趋向把模糊性的数学处理问题推向中心地位。更重要的是,随着电子计算机、控制论、系统科学的迅速发展,要使计算机能像人脑那样对复杂事物具有识别能力,就必须研究和处理模糊性。我们研究人类系统的行为,或者处理可与人类系统行为相比拟的复杂系统,如航天系统、人脑系统、社会系统等,参数和变量甚多,各种因素相互交错,系统很复杂,它的模糊性也很明显。从认识方面说,模糊性是指概念外延的不确定性,从而造成判断的不确定性。在日常生活中,经常遇到许多模糊事物,没有分明的数量界限,要使用一些模糊的词句来形容、描述。比如,比较年轻、高个、大胖子、好、漂亮、善、热、远……。这些概念是不可以简单地用是、非或数字来表示的。在人们的工作经验中,往往也有许多模糊的东西。例如,要确定一炉钢水是否已经炼好,除了要知道钢水的温度、成分比例和冶炼时间等精确信息外,还需要参考钢水颜色、沸腾情况等模糊信息。因此,除了很早就有涉及误差的计算数学之外,还需要模糊数学。人与计算机相比,一般来说,人脑具有处理模糊信息的能力,善于判断和处理模糊现象。但计算机对模糊现象识别能力较差,为了提高计算机识别模糊现象的能力,就需要把人们常用的模糊语言设计成机器能接受的指令和程序,以便机器能像人脑那样简洁灵活的做出相应的判断,从而提高自动识别和控制模糊现象的效率。这样,就需要寻找一种描述和加工模糊信息的数学工具,这就推动数学家深入研究模糊数学。所以,模糊数学的产生是有其科学技术与数学发展的必然性。编辑本段研究内容现代计算机的计算速度及贮存能力几乎达到了无与伦比的程度,它不仅可以解决复杂的数学问题,还可以参与控制航天飞机等。既然计算机有如此威力,那么为什么在判断和推理方面有时不如人脑呢? 美国加利福尼亚大学Zadeh(扎德)教授仔细的研究了这个问题,以至于她在科研工作中 经常回旋与“人脑思维”、“大系统”与“计算机”的矛盾之中。1965年,他发表了论文《模糊集合论》“隶属函数”这个概念来描述现象差异中的中间过渡,从而突破了古典集合论中属于或不属于的绝对关系。Zadeh教授这一开创性的工作,标志着模糊数学这门学科的诞生。模糊数学的研究内容主要有以下三个方面:第一,研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系。查德以精确数学集合论为基础,并考虑到对数学的集合概念进行修改和推广。他提出用“模糊集合”作为表现模糊事物的数学模型。并在“模糊集合”上逐步建立运算、变换规律,开展有关的理论研究,就有可能构造出研究现实世界中的大量模糊的数学基础,能够对看来相当复杂的模糊系统进行定量的描述和处理的数学方法。在模糊集合中,给定范围内元素对它的隶属关系不一定只有“是”或“否”两种情况,而是用介于0和1之间的实数来表示隶属程度,还存在中间过渡状态。比如“老人”是个模糊概念,70岁的肯定属于老人,它的从属程度是 1,40岁的人肯定不算老人,它的从属程度为 0,按照查德给出的公式,55岁属于“老”的程度为,即“半老”,60岁属于“老”的程度。查德认为,指明各个元素的隶属集合,就等于指定了一个集合。当隶属于0和1之间值时,就是模糊集合。第二,研究模糊语言学和模糊逻辑。人类自然语言具有模糊性,人们经常接受模糊语言与模糊信息,并能做出正确的识别和判断。为了实现用自然语言跟计算机进行直接对话,就必须把人类的语言和思维过程提炼成数学模型,才能给计算机输入指令,建立合适的模糊数学模型,这是运用数学方法的关键。查德采用模糊集合理论来建立模糊语言的数学模型,使人类语言数量化、形式化。如果我们把合乎语法的标准句子的从属函数值定为1,那么,其他近义的,以及能表达相仿的思想的句子,就可以用以0到1之间的连续数来表征它从属于“正确句子”的隶属程度。这样,就把模糊语言进行定量描述,并定出一套运算、变换规则。目前,模糊语言还很不成熟,语言学家正在深入研究。人们的思维活动常常要求概念的确定性和精确性,采用形式逻辑的排中律,即:非真即假,然后进行判断和推理,得出结论。现有的计算机都是建立在二值逻辑基础上的,它在处理客观事物的确定性方面,发挥了巨大的作用,但是却不具备处理事物和概念的不确定性或模糊性的能力。为了使计算机能够模拟人脑高级智能的特点,就必须把计算机转到多值逻辑基础上,研究模糊逻辑。目前,模糊逻辑还很不成熟,尚需继续研究。第三,研究模糊数学的应用。模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复杂事物的需要,查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化,从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来,过去精确数学、随机数学描述感到不足之处,就能得到弥补。在模糊数学中,目前已有模糊拓扑学、模糊群论、模糊图论、模糊概率、模糊语言学、模糊逻辑学等分支。编辑本段应用模糊数学是一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊 智能化聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机智能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。目前,世界上发达国家正积极研究、试制具有智能化的模糊计算机,1986年日本山川烈博士首次试制成功模糊推理机,它的推理速度是1000万次/秒。1988年,我国汪培庄教授指导的几位博士也研制成功一台模糊推理机——分立元件样机,它的推理速度为1500万次/秒。这表明我国在突破模糊信息处理难关方面迈出了重要的一步。模糊数学还远没有成熟,对它也还存在着不同的意见和看法,有待实践去检验。编辑本段产生历史模糊数学是运用数学方法研究和处理模糊性现象的一门数学新分支。它以“模糊集合”论为基础。模糊数学提供了一种处理不肯定性和不精确性问题的新方法,是描述人脑思维处理模糊信息的有力工具。它既可用于“硬”科学方面,又可用于“软”科学方面。 模糊数学由美国控制论专家.扎德()教授所创立。他于1965年发表了题为《模糊集合论》(《FuzzySets》)的论文,从而宣告模糊数学的诞生。.扎德教授多年来致力于“计算机”与“大系统”的矛盾研究,集中思考了计算机为什么不能象人脑那样进行灵活的思维与判断问题。尽管计算机记忆超人,计算神速,然而当其面对外延不分明的模糊状态时,却“一筹莫展”。可是,人脑的思维,在其感知、辨识、推理、决策以及抽象的过程中,对于接受、贮存、处理模糊信息却完全可能。计算机为什么不能象人脑思维那样处理模糊信息呢?其原因在于传统的数学,例如康托尔集合论(Cantor′sSet),不能描述“亦此亦彼”现象。集合是描述人脑思维对整体性客观事物的识别和分类的数学方法。康托尔集合论要求其分类必须遵从形式逻辑的排中律,论域(即所考虑的对象的全体)中的任一元素要么属于集合A,要么不属于集合A,两者必居其一,且仅居其一。这样,康托尔集合就只能描述外延分明的“分明概念”,只能表现“非此即彼”,而对于外延不分明的“模糊概念”则不能反映。这就是目前计算机不能象人脑思维那样灵活、敏捷地处理模糊信息的重要原因。为克服这一障碍,.扎德教授提出了“模糊集合论”。在此基础上,现在已形成一个模糊数学体系。模糊数学产生的直接动力,与系统科学的发展有着密切的关系。在多变量、非线性、时变的大系统中,复杂性与精确性形成了尖锐的矛盾。.扎德教授从实践中总结出这样一条互克性原理:“当系统的复杂性日趋增长时,我们作出系统特性的精确然而有意义的描述的能力将相应降低,直至达到这样一个阈值,一旦超过它,精确性和有意义性将变成两个几乎互相排斥的特性。”这就是说,复杂程度越高,有意义的精确化能力便越低。复杂性意味着因素众多,时变性大,其中某些因素及其变化是人们难以精确掌握的,而且人们又常常不可能对全部因素和过程都进行精确的考察,而只能抓住其中主要部分,忽略掉所谓的次要部分。这样,在事实上就给对系统的描述带来了模糊性。“常规数学方法的应用对于本质上是模糊系统的分析来说是不协调的,它将引起理论和实际之间的很大差距。”因此,必须寻找到一套研究和处理模糊性的数学方法。这就是模糊数学产生的历史必然性。模糊数学用精确的数学语言去描述模糊性现象,“它代表了一种与基于概率论方法处理不确定性和不精确性的传统不同的思想,……,不同于传统的新的方法论”。它能够更好地反映客观存在的模糊性现象。因此,它给描述模糊系统提供了有力的工具。.扎德教授于1975年所发表的长篇连载论著《语言变量的概念及其在近似推理中的应用》(《TheConceptofaLinguisticVariable&ItsApplicationtoApproximateReasoning》),提出了语言变量的概念并探索了它的含义。模糊语言的概念是模糊集合理论中最重要的发展之一,语言变量的概念是模糊语言理论的重要方面。语言概率及其计算、模糊逻辑及近似推理则可以当作语言变量的应用来处理。人类语言表达主客观模糊性的能力特别引人注目,或许从研究模糊语言入手就能把握住主客观的模糊性、找出处理这些模糊性的方法。有人预言,这一理论和方法将对控制理论、人工智能等作出重要贡献。模糊数学诞生至今仅有22年历史,然而它发展迅速、应用广泛。它涉及纯粹数学、应用数学、自然科学、人文科学和管理科学等方面。在图象识别、人工智能、自动控制、信息处理、经济学、心理学、社会学、生态学、语言学、管理科学、医疗诊断、哲学研究等领域中,都得到广泛应用。把模糊数学理论应用于决策研究,形成了模糊决策技术。只要经过仔细深入研究就会发现,在多数情况下,决策目标与约束条件均带有一定的模糊性,对复杂大系统的决策过程尤其是如此。在这种情况下,运用模糊决策技术,会显得更加自然,也将会获得更加良好的效果。编辑本段应用前景模糊数学是研究现实中许多界限不分明问题的一种数学工具,其基本概念之一是模糊集合。利用模糊数学和模糊逻辑,能很好地处理各种模糊问题。模式识别是计算机应用的重要领域之一。人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题。如计算机使用模糊数学,便能大大提高模式识别能力,可模拟人类神经系统的活动。在工业控制领域中,应用模糊数学,可使空调器的温度控制更为合理,洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理中,运用模糊数学的方法,有可能形成更加有效的决策。模糊数学这种相当新的数学方法和思想方法,虽有待于不断完善,但其应用前景却非常广阔。编辑本段模糊数学研究[1]模糊数学研究 是一本关注运筹学与模糊学领域最新进展的国际中文期刊,由汉斯出版社发行,主要刊登数学规划、数学统筹、模糊信息与工程、模糊管理学相关内容的学术论文和成果评述。本刊支持思想创新、学术创新,倡导科学,繁荣学术,集学术性、思想性为一体,旨在为了给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论运筹与模糊学领域内不同方向问题与发展的交流平台。运筹学研究研究领域: · 数学规划· 图论组合优化· 随机模型· 决策与对策(博弈)· 金融数学· 统筹论· 军事运筹· 计算机仿真· 数据挖掘· 统计与预测学· 模糊数学与系统· 启发式演算法· 模糊控制· 智能、软计算· 可靠性· 管理与模糊管理学· 模糊信息与工程编辑本段模糊数学在中国在美国,日本,法国等世界数学强国相继研究模糊数学,并取得一些阶段性的进展的同时,1976年中国开始注意模糊数学的研究,世界著名模糊学家考夫曼(,法国)、山泽(.法国)、营野(日本)和美籍华人等先后来华讲学,推动了我国模糊数学的高速发展,很快就拥有一支较强的研究队伍。1980年成立了中国模糊集与系统协会。1981年,创办《模糊数学》杂志,1987年,创办了《模糊系统与数学》杂志。还出版过大量的颇有价值的论著。例如:汪培庄教授所著《模糊集与随机集落影》,《模糊集合论及其应用》,张文修教授编著的《模糊数学基础》等。1988年我国汪培庄教授指导几位博士生研制成功了一台模糊推理机-----分立元件样机。它的推理速度为1500万次/秒,这表明中国在突破模糊信息处理难关方面迈出重要一步。中国科研人员在Fuzzy领域中取得了卓越成就。何新贵院士将Fuzzy方面的论文在国内外权威杂志上发表。这标志着中国研究已经达到国内外先进水平。至此,中国已成为全球四大模糊数学研究中心之一。(美国,西欧,中国,日本)2005年,是一个值得中国所有模糊研究人员和学者庆祝的一个丰收年,在这个丰收年里有两件值得庆祝的大事。一,经国际模糊系统协会(IFSA)专家评审,最终确定授予中国四川大学副校长刘应明院士“FuzzyFellow奖”。“FuzzyFellow奖”是模糊数学领域的最高奖项,专门授予得到国际公认的,在模糊数学领域做出杰出贡献的科学家。二,2005年8月20日,中国运筹会Fuzzy信息与工程分会正式成立。Fuzzy信息与工程分会成立,是隶属于全国两大数学方向的一级学会之一------中国运筹会,表明Fuzzy数学在中国已取得了应有的地位,尤其是Fuzzy数学的创始人扎德教授的出席会议,中国运筹学会理事长,中国科学院数学与系统科学研究院副院长袁亚湘教授和广州大学校长廖建设教授为学会揭牌,这给成立大会增添的极大的光彩。也极大的鼓舞了全国Fuzzy研究工作者。Fuzzy信息与工程分会的宗旨:在完善和加强Fuzzy集理论研究的同时,更侧重于Fuzzy技术的应用和Fuzzy产品的开发研究。注:1、广州大学校长为庾建设。2、中国运筹会Fuzzy信息与工程分会首任理事长为广州大学曹炳元教授。

在实际应用中,用来确定模糊集的隶属函数的方法示多种多样的,主要根据问题的 实际意义来确定。譬如,在经济管理、社会管理中,可以借助于已有的“客观尺度”作 为模糊集的隶属度。下面举例说明。 如果设论域X 表示机器设备,在X 上定义模糊集A =“设备完好”,则可以用“设 备完好率”作为A 的隶属度。如果X 表示产品,在X 上定义模糊集A =“质量稳定”, 则可以用产品的“正品率”作为A 的隶属度。如果X 表示家庭,在X 上定义模糊集A =“家庭贫困”,则可以用“Engel 系数=食品消费/总消费”作为A 的隶属度。 另外,对于有些模糊集而言,直接给出隶属度有时是很困难的,但可以利用所谓的 “二元对比排序法”来确定,即首先通过两两比较确定两个元素相应隶属度的大小排出 顺序,然后用数学方法加工处理得到所需的隶属函数。 详情请查阅 百度百科之模糊数学

一般来说普通数学只能解决十分精确的问题,比如一个东西长度是多少,宽度是多少等等,多为客观的判断。模糊数学是利用给定的条件,来进行类似主观的判断,比如一个人是高还是矮,是胖还是瘦,是像他父亲还是像母亲等等。记得我们考模糊数学时,最后一道题就是判断一个孩子像他父亲还是像母亲,我班一个同学的答案是像邻居。

再举一个例子,我们现在要从一片西瓜地里找出一个最大的西瓜,那是件很麻烦的事。必须把西瓜地里所有的西瓜都找出来,再比较一下,才知道哪个西瓜最大。西瓜越多,工作量就越大。如果按通常说的,到西瓜地里去找一个较大的西瓜,这时精确的问题就转化成模糊的问题,反而容易多了。由此可见,适当的模糊能使问题得到简化。确实,像上面的“一粒”与“一堆”,“最大的”与“较大的”都是有区别的两个概念。但是它们的区别都是逐渐的,而不是突变的,两者之间并不存在明确的界限,换句话说,这些概念带有某种程度的模糊性。类的,我们说一个人很高或很胖,但是究竟多少厘米才算高,多少千克才算胖呢?像这里的高和胖都是很模糊了。模糊数学模糊数学是研究现实中许多界限不分明问题的一种数学工具,其基本概念之一是模糊集合。利用模糊数学和模糊逻辑,能很好地处理各种模糊问题。模式识别是计算机应用的重要领域之一。人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题。如计算机使用模糊数学,便能大大提高模式识别能力,可模拟人类神经系统的活动。在工业控制领域中,应用模糊数学,可使空调器的温度控制更为合理,洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理中,运用模糊数学的方法,有可能形成更加有效的决策。模糊数学这种相当新的数学方法和思想方法,虽有待于不断完善,但其应用前景却非常广阔。模糊数学是运用数学方法研究和处理模糊性现象的一门数学新分支。它以“模糊集合”论为基础。模糊数学提供了一种处理不肯定性和不精确性问题的新方法,是描述人脑思维处理模糊信息的有力工具。它既可用于“硬”科学方面,又可用于“软”科学方面。模糊数学由美国控制论专家.扎德()教授所创立。他于1965年发表了题为《模糊集合论》(《Fuzzy Sets》)的论文,从而宣告模糊数学的诞生。.扎德教授多年来致力于“计算机”与“大系统”的矛盾研究,集中思考了计算机为什么不能象人脑那样进行灵活的思维与判断问题。尽管计算机记忆超人,计算神速,然而当其面对外延不分明的模糊状态时,却“一筹莫展”。可是,人脑的思维,在其感知、辨识、推理、决策以及抽象的过程中,对于接受、贮存、处理模糊信息却完全可能。计算机为什么不能象人脑思维那样处理模糊信息呢?其原因在于传统的数学,例如康托尔集合论(Cantor′s Set),不能描述“亦此亦彼”现象。集合是描述人脑思维对整体性客观事物的识别和分类的数学方法。康托尔集合论要求其分类必须遵从形式逻辑的排中律,论域(即所考虑的对象的全体)中的任一元素要么属于集合A,要么不属于集合A,两者必居其一,且仅居其一。这样,康托尔集合就只能描述外延分明的“分明概念”,只能表现“非此即彼”,而对于外延不分明的“模糊概念”则不能反映。这就是目前计算机不能象人脑思维那样灵活、敏捷地处理模糊信息的重要原因。为克服这一障碍,.扎德教授提出了“模糊集合论”。在此基础上,现在已形成一个模糊数学体系。所谓模糊现象,是指客观事物之间难以用分明的界限加以区分的状态,它产生于人们对客观事物的识别和分类之时,并反映在概念之中。外延分明的概念,称为分明概念,它反映分明现象。外延不分明的概念,称为模糊概念,它反映模糊现象。模糊现象是普遍存在的。在人类一般语言以及科学技术语言中,都大量地存在着模糊概念。例如,高与短、美与丑、清洁与污染、有矿与无矿、甚至象人与猿、脊椎动物与无脊椎动物、生物与非生物等等这样一些对立的概念之间,都没有绝对分明的界限。一般说来,分明概念是扬弃了概念的模糊性而抽象出来的,是把思维绝对化而达到的概念的精确和严格。然而模糊集合不是简单地扬弃概念的模糊性,而是尽量如实地反映人们使用模糊概念时的本来含意。这是模糊数学与普通数学在方法论上的根本区别。恩格斯说:“辩证法不知道什么绝对分明的和固定不变的界限,不知道什么无条件的普遍有效的‘非此即彼!’它使固定的形而上学的差异互相过渡,除了‘非此即彼!’,并且使对立互为中介;辩证法是唯一的、最高度地适合于自然观的这一发展阶段的思维方法。模糊数学产生的直接动力,与系统科学的发展有着密切的关系。在多变量、非线性、时变的大系统中,复杂性与精确性形成了尖锐的矛盾。.扎德教授从实践中总结出这样一条互克性原理:“当系统的复杂性日趋增长时,我们作出系统特性的精确然而有意义的描述的能力将相应降低,直至达到这样一个阈值,一旦超过它,精确性和有意义性将变成两个几乎互相排斥的特性。”这就是说,复杂程度越高,有意义的精确化能力便越低。复杂性意味着因素众多,时变性大,其中某些因素及其变化是人们难以精确掌握的,而且人们又常常不可能对全部因素和过程都进行精确的考察,而只能抓住其中主要部分,忽略掉所谓的次要部分。这样,在事实上就给对系统的描述带来了模糊性。“常规数学方法的应用对于本质上是模糊系统的分析来说是不协调的,它将引起理论和实际之间的很大差距。”因此,必须寻找到一套研究和处理模糊性的数学方法。这就是模糊数学产生的历史必然性。模糊数学用精确的数学语言去描述模糊性现象,“它代表了一种与基于概率论方法处理不确定性和不精确性的传统不同的思想,……,不同于传统的新的方法论”。它能够更好地反映客观存在的模糊性现象。因此,它给描述模糊系统提供了有力的工具。.扎德教授于1975年所发表的长篇连载论著《语言变量的概念及其在近似推理中的应用》(《The Concept of a Linguistic Variable &Its Application to Approximate Reasoning》),提出了语言变量的概念并探索了它的含义。模糊语言的概念是模糊集合理论中最重要的发展之一,语言变量的概念是模糊语言理论的重要方面。语言概率及其计算、模糊逻辑及近似推理则可以当作语言变量的应用来处理。人类语言表达主客观模糊性的能力特别引人注目,或许从研究模糊语言入手就能把握住主客观的模糊性、找出处理这些模糊性的方法。有人预言,这一理论和方法将对控制理论、人工智能等作出重要贡献。模糊数学诞生至今仅有22年历史,然而它发展迅速、应用广泛。它涉及纯粹数学、应用数学、自然科学、人文科学和管理科学等方面。在图象识别、人工智能、自动控制、信息处理、经济学、心理学、社会学、生态学、语言学、管理科学、医疗诊断、哲学研究等领域中,都得到广泛应用。把模糊数学理论应用于决策研究,形成了模糊决策技术。只要经过仔细深入研究就会发现,在多数情况下,决策目标与约束条件均带有一定的模糊性,对复杂大系统的决策过程尤其是如此。在这种情况下,运用模糊决策技术,会显得更加自然,也将会获得更加良好的效果。我国学者对模糊数学的研究始于70年代中期,然而发展甚速,已有了一支较强的研究队伍,成立了中国模糊集与系统学会,出版了《模糊数学》杂志。出版了许多颇有价值的论著,例如,汪培庄教授所著《模糊集与随机集落影》、《模糊集合论及其应用》,张文修教授编著的《模糊数学基础》等等。我国学者把模糊数学理论应用于气象预报,提高了预报质量,在1980年召开的国际气象学术讨论会上,我国所提交论文得到会议的好评。在中医医疗诊断方面,还制成了《关幼波教授治疗肝病计算机诊断程序》。实践表明,该计算机的医疗效果良好,为继承、发扬祖国医学作出了贡献。这一经验也被推广应用于治疗急腹症等方面。我国学者应用模糊数学理论,在地质探矿、生态环境、企业管理、生物学、心理学等领域,也都分别取得了较好的应用成果。

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一、三个世界 1、现实世界 人们管理的对象存于现实世界中。现实世界的事物及事物之间存在着联系,这种联系是客观存在的,是由事物本身的性质决定的。例如学校的教学系统中有教师、学生、课程,教师为学生授课,学生选修课程并取得成绩。 2、概念世界 概念世界是现实世界在人们头脑中的反映,是对客观事物及其联系的一种抽象描述,从而产生概念模型。概念模型是现实世界到机器世界必然经过的中间层次。涉及到下面几个术语: 实体:我们把客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际事物,也可以是抽象事件。如一个职工、一场比赛等。 实体集:同一类实体的集合称为实体集。如全体职工。注意区分"型"与"值"的概念。如每个职工是职工实体"型"的一个具体"值"。 属性:描述实体的特性称为属性。如职工的职工号,姓名,性别,出生日期,职称等。 关键字:如果某个属性或属性组合的值能唯一地标识出实体集中的每一个实体,可以选作关键字。用作标识的关键字,也称为码。如"职工号"就可作为关键字。 联系:实体集之间的对应关系称为联系,它反映现实世界事物之间的相互关联。联系分为两种,一种是实体内部各属性之间的联系。另一种是实体之间的联系。 3、机器世界 存入计算机系统里的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联系,数据库中的数据必须有一定的结构,这种结构用数据模型来表示。数据模型将概念世界中的实体,及实体间的联系进一步抽象成便于计算机处理的方式。 数据模型应满足三方面要求:一是能比较真实地模拟现实世界;二是容易为人所理解;三是便于在计算机上实现。数据结构、数据操作和完整性约束是构成数据模型的三要素。数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等,它是按计算机系统的观点对数据建模,用于DBMS的实现。 关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式。 关系数据库因其严格的数学理论、使用简单灵活、数据独立性强等特点,而被公认为最有前途的一种数据库管理系统。它的发展十分迅速,目前已成为占据主导地位的数据库管理系统。自20世纪80年代以来,作为商品推出的数据库管理系统几乎都是关系型的,例如,Oracle,Sybase,Informix,Visual FoxPro等。 网络数据库也叫Web数据库。促进Internet发展的因素之一就是Web技术。由静态网页技术的HTML到动态网页技术的CGI、ASP、PHP、JSP等,Web技术经历了一个重要的变革过程。Web已经不再局限于仅仅由静态网页提供信息服务,而改变为动态的网页,可提供交互式的信息查询服务,使信息数据库服务成为了可能。Web数据库就是将数据库技术与Web技术融合在一起,使数据库系统成为Web的重要有机组成部分,从而实现数据库与网络技术的无缝结合。这一结合不仅把Web与数据库的所有优势集合在了一起,而且充分利用了大量已有数据库的信息资源。图1-1是Web数据库的基本结构图,它由数据库服务器(Database Server)、中间件(Middle Ware)、Web服务器(Web Server)、浏览器(Browser)4部分组成。 Web数据库的基本结构 它的工作过程可简单地描述成:用户通过浏览器端的操作界面以交互的方式经由Web服务器来访问数据库。用户向数据库提交的信息以及数据库返回给用户的信息都是以网页的形式显示。 Internet技术与相关协议 Internet技术在Web数据库技术中扮演着重要的角色。Internet(因特网)专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络,并通过各种协议在计算机网络中传递信息。TCP/IP协议是Internet上使用的两个最基本的协议。因此也可以说Internet是全球范围的基于分组交换原理和TCP/IP协议的计算机网络。它将信息进行分组后,以数据包为单位进行传输。Internet在进行信息传输时,主要完成两项任务。 (1)正确地将源信息文件分割成一个个数据包,并能在目的地将源信息文件的数据包再准确地重组起来。 (2)将数据包准确地送往目的地。 TCP/IP协议的作用就是为了完成上述两项任务,规范了网络上所有计算机之间数据传递的方式与数据格式,提供了数据打包和寻址的标准方法。 1.TCP/IP协议 TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)规定了分割数据和重组数据所要遵循的规则和要进行的操作。TCP协议能保证数据发送的正确性,如果发现数据有损失,TCP将重新发送数据。 2.IP协议 在Internet上传送数据往往都是远距离的,因此在传输过程中要通过路由器一站一站的转接来实现。路由器是一种特殊的计算机,它会检测数据包的目的地主机地址,然后决定将该数据包送往何处。IP协议(Internet Protocol,网际协议)给Internet中的每一台计算机规定了一个地址,称为IP地址。IP地址的标准是由4部分组成(例如),其中前两部分规定了当前使用网络的管理机构,第3部分规定了当前使用的网络地址,第4部分规定了当前使用的计算机地址。 Internet上提供的主要服务有E-mail、FTP、BBS、Telnet、WWW等。其中WWW(World Wide Web,万维网)由于其丰富的信息资源而成为Internet最为重要的服务。 3.HTTP协议 HTTP协议(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议)应用在WWW上,其作用是完成客户端浏览器与Web服务器端之间的HTML数据传输。 Web的工作原理与工作步骤 万维网简称为Web。Web可以描述为在Internet上运行的、全球的、交互的、动态的、跨平台的、分布式的、图形化的超文本信息系统。 1.Web的工作原理 Web是伴随着Internet技术而产生的。在计算机网络中,对于提供Web服务的计算机称为Web服务器。Web采用浏览器/服务器的工作方式。每个Web服务器上都放置着大量的Web信息。Web信息的基本单位是Web页(网页),多个网页组成了一个Web节点。每个Web节点的起始页称为“主页”,且拥有一个URL地址(统一资源定位地址)。Web节点之间及网页之间都是以超文本结构(非线性的网状结构)来进行组织的。 2.Web的工作步骤 Web的工作步骤如下。 (1)用户打开客户端计算机中的浏览器软件(例如Internet Explorer)。 (2)用户输入要启动的Web主页的URL地址,浏览器将生成一个HTTP请求。 (3)浏览器连接到指定的Web服务器,并发送HTTP请求。 (4)Web服务器接到HTTP请求,根据请求的内容不同作相应的处理,再将网页以HTML文件格式发回给浏览器。 (5)浏览器将网页显示到屏幕上. 图1-2 Web的工作步骤 WWW世界中的标记语言 1.HTML语言 HTML(Hypertext Markup Language,超文本标记语言)是创建网页的计算机语言。所谓网页实际上就是一个HTML文档。文档内容由文本和HTML标记组成。HTML文档的扩展名就是.html或.htm。浏览器负责解释HTML文档中的标记,并将HTML文档显示成网页。 (1)HTML标记 HTML标记的作用是告诉浏览器网页的结构和格式。每一个标记用尖括号<>括起来。大多数标记都有一个开始标记和一个结束标记。标记不分大小写。多数标记都带有自己的属性。例如字体标记有FACE、COLOR、SIZE等属性:FACE定义字体;COLOR定义字体的颜色;SIZE定义字体的大小。 使用格式: BEIJING 。 网页中有很多文本链接和图片链接。链接,又被称为超链接,用于链接到WWW万维网中的其他网页上。在HTML文档中表示超链接的标记是,通过属性HREF指出链接的网页地址URL。 使用格式: BEIJING 。 (2)HTML程序 HTML程序必须以标记开始,以标记结束。在和标记之间主要由两部分组成:文件头和文件体。文件头用标记 来标识,文件体用标记来标识。在文件的头部通常包含整个网页的一些信息。例如标记是用来说明网页的名称;标记是用来说明网页的其他信息,如设计者姓名和版权信息等。所有在浏览器中要显示的内容称为网页的主体,必须放在标记中。下面给出的是一个空网页的HTML程序。 (在此标记中写网页的标题) (在此标记中写网页的内容) (3)HTML规范 HTML规范又称为HTML标准,它总在不断地发展。每一新版本的出现,HTML都会增加新的特性和内容。有关HTML版本的详细信息请访问网站。 在不同的浏览器中,网页的显示效果可能会有所不同。每一个浏览器都使用自己独特的方式解释HTML文档中的标记,并且多数浏览器不完全支持HTML的所有特性。因为,像Microsoft和Netscape公司在HTML标准上又开发了一些特有的HTML标记和属性,称之为HTML的扩展。这些标记和属性只被他们自己的浏览器所识别,不可能被其他公司的浏览器识别。如果浏览器不能识别HTML文档中的标记,则会忽略这个标记。 (4)HTML程序的编辑环境与运行环境 HTML文档是一个普通的文本文件(ASCII),不包含任何与平台、程序有关的信息。因此HTML文档可以利用任何文本编辑器来方便地生成。要注意的是HTML文档的扩展名必须是.html或.htm。运行HTML文档可以在任何浏览器下进行,并可在浏览器上查看网页的HTML源代码。 关于HTML语言中标记的种类与使用方法将会在第5章中更详细地进行介绍。 2.可扩展标记语言(XML) HTML是Web上的通用语言,随着Internet的深入人心,WWW上的Web文件日益复杂化、多样化,人们开始感到了HTML这种固定格式的标记语言的不足。1996年W3C开始对HTML的后续语言进行研究,并于1998年正式推出了XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)。在设计网页时,XML提供了比HTML更灵活的方法。 (1)XML语言的特点 XML是国际组织W3C为适应WWW的应用,将SGML (Standard Generalized Markup Language)标准进行简化形成的元标记语言。简单地说,XML是使用标记来描述内容或与内容相关的形式信息的通用语言。一个XML文档由标记和字符数据组成。 而作为元标记语言,XML不再使标记固定,允许网页的设计者定义数量不限的标记来描述内容,同时还允许设计者创建自己的使用规则。 (2)XML的DTD DTD(Document Type Definition,文档类型定义)是一组应用在XML文档中的自定义标记语言的技术规范。DTD中定义了标记的含义及关于标记的语法规则。语法规则中确定了在XML文档中使用哪些标记符,它们应该按什么次序出现,标记符之间如何 嵌套,哪些标记符有属性等等。DTD可以包含在它所描述的XML文档中,但通常它是一份单独的文档或者一系列文档。作为外部文件可通过URL链接,被不同的XML文档 共享。 XML把DTD的定义权开放,不同行业可以根据自己的实际需求定义描述内容的DTD,以适应本行业内部的信息交流和存档需要。因此,适合于不同行业、不同平台的标记语言大批涌现。 (3)XML的CSS与XSL 强调内容描述与形式描述的分离,一方面可以使XML文件的编写者更集中精力于数据本身,而不受显示方式的细节影响;另一方面允许为相同的数据定义不同的显示方式,从而适合于不同应用、不同媒体,使XML数据得到最大程度的重用。XML文档数据的显示形式是通过样式单定义的。CSS(Cascading Style Sheets)是XML使用的一种标准的级联样式单,XSL(Extensible Style Language)则是可扩展的样式语言。 由于XML允许用户创建任何所需的标记,而通用浏览器却既无法预期用户标记的意义,又无法为显示这些标记而提供规则,因此用户必须为自己创建的XML文档编写样式单,样式单可以实现共享。 浏览器对一个XML文档的处理过程是,首先去关联它所指定的样式单文件,如果该样式单是一个XSL文件,则按照规定对XML数据进行转换然后再显示,XSL本身也是基于XML语言的,可以将XML转化为HTML后再显示。如果该样式单是一个CSS文件,浏览器就会按照样式单的规定给每个标记赋予一组样式后再显示。 Web数据库访问技术 Web数据库访问技术通常是通过三层结构来实现的,如图1-3所示。目前建立与Web数据库连接访问的技术方法可归纳为CGI技术,ODBC技术和ASP、JSP、PHP 技术。 Web数据库访问的三层结构 CGI技术 CGI(Common Cateway Interface,通用网关界面)是一种Web服务器上运行的基于Web浏览器输入程序的方法,是最早的访问数据库的解决方案。CGI程序可以建立网页与数据库之间的连接,将用户的查询要求转换成数据库的查询命令,然后将查询结果通过网页返回给用户。一个CGI工作的基本原理如图1-4所示。 CGI程序需要通过一个接口才能访问数据库。这种接口多种多样,数据库系统对CGI程序提供了各种数据库接口如Perl、C/C++、VB等。为了使用各种数据库系统,CGI程序支持ODBC方式,通过ODBC接口访问数据库。 CGI工作流程 ODBC技术 ODBC(Open Database Connectivity,开放数据库互接)是一种使用SQL的应用程序接口(API)。ODBC最显著的优点就是它生成的程序与数据库系统无关,为程序员方便地编写访问各种DBMS的数据库应用程序提供了一个统一接口,使应用程序和数据库源之间完成数据交换。ODBC的内部结构为4层:应用程序层、驱动程序管理器层、驱动程序层、数据源层。它们之间的关系如图1-5所示。由于ODBC适用于不同的数据库产品,因此许多服务器扩展程序都使用了包含ODBC层的系统结构。 ODBC的内部结构 Web服务器通过ODBC数据库驱动程序向数据库系统发出SQL请求,数据库系统接收到的是标准SQL查询语句,并将执行后的查询结果再通过ODBC传回Web服务器,Web服务器将结果以HTML网页传给Web浏览器,工作原理如图1-6所示。 Web服务器通过ODBC访问数据库 由于Java语言所显示出来的编程优势赢得了众多数据库厂商的支持。在数据库处理方面,Java提供的JDBC为数据库开发应用提供了标准的应用程序编程接口。与ODBC类似,JDBC也是一种特殊的API,是用于执行SQL语句的Java应用程序接口。它规定了Java如何与数据库之间交换数据的方法。采用Java和JDBC编写的数据库应用程序具有与平台无关的特性。 ASP、JSP、PHP技术 ASP是Microsoft开发的动态网页技术,主要应用于Windows NT+IIS或 Windows 9x+PWS平台。确切地说ASP不是一种语言,而是Web服务器端的开发环境。利用ASP可以产生和运行动态的、交互的、高性能的Web服务应用程序。ASP支持多种脚本语言,除了VBScript和Pscript,也支持Perl语言,并且可以在同一ASP文件中使用多种脚本语言以发挥各种脚本语言的最大优势。但ASP默认只支持VBScript和Pscript,若要使用其他脚本语言,必须安装相应的脚本引擎。ASP支持在服务器端调用ActiveX组件ADO对象实现对数据库的操作。在具体的应用中,若脚本语言中有访问数据库的请求,可通过ODBC与后台数据库相连,并通过ADO执行访问库的操作。关于ASP的编程技术将会在第7章中详细介绍。 JSP是Sun公司推出的新一代Web开发技术。作为Java家族的一员,几乎可以运行在所有的操作系统平台和Web服务器上,因此JSP的运行平台更为广泛。目前JSP支持的脚本语言只有Java。JSP使用JDBC实现对数据库的访问。目标数据库必须有一个JDBC的驱动程序,即一个从数据库到Java的接口,该接口提供了标准的方法使Java应用程序能够连接到数据库并执行对数据库的操作。JDBC不需要在服务器上创建数据源,通过JDBC、JSP就可以实现SQL语句的执行。 PHP是Rasmus Lerdorf推出的一种跨平台的嵌入式脚本语言,可以在Windows、UNIX、Linux等流行的操作系统和IIS、Apache、Netscape等Web服务器上运行,用户更换平台时,无需变换PHP代码。PHP是通过Internet合作开发的开放源代码软件,它借用了C、Java、Perl语言的语法并结合PHP自身的特性,能够快速写出动态生成页面。PHP可以通过ODBC访问各种数据库,但主要通过函数直接访问数据库。PHP支持目前绝大多数的数据库,提供许多与各类数据库直接互连的函数,包括Sybase、Oracle、SQL Server等,其中与SQL Server数据库互连是最佳组合。 网络数据库应用系统的层次体系 当前,Internet/Intranet技术发展异常迅速,越来越多的数据库应用软件运行在Internet/Intranet环境下。在此之前,数据库应用系统的发展经历了单机结构、集中式结构、客户机/服务器(C/S)结构之后,随着Internet的普及,又出现了浏览器/服务器(B/S)结构与多层结构。在构造一个应用系统时,首先考虑的是系统的体系结构,采用哪种结构取决于系统的网络环境、应用需求等因素。 客户机/服务器结构 1.二层C/S结构 二层C/S结构是当前非常流行的数据库系统结构,在这种结构中,客户机提出请求,服务器对客户机的服务请求做出回答。它把界面和数据处理操作分开在前端(客户端)和后端(服务器端),这个主要特点使得C/S系统的工作速度主要取决于进行大量数据操作的服务器,而不是前端的硬件设备;同时也大大降低了对网络传输速度的要求,因为只须客户端把服务请求发送给数据库服务器,数据库服务器只把服务结果传回前端,如图1-7所示。 在设计时,对数据可能有如下不同的处理形式。 (1)在处理时,客户机先向服务器索取数据,然后释放数据库,即客户机发出的是文件请求,在客户机端处理数据,最后将结果送回服务器。这种处理方式的缺点很明显:所有的应用处理都在客户端完成,这就要求客户端的计算机必须有足够的能力,以便执行需要的任何程序。更为糟糕的是,由于所有的处理均在客户端完成,每次运行时都要将文件整体传送到客户端,然后才能执行。如:Student表中有30 000条记录,客户端发出命令: Select * From Student Where Sno='200101' 这条命令将要求服务器将Student表中的所有记录传送到客户端,然后在客户端执行查询,结果只用到一条记录;如果查询的记录不存在,网络传输的数据实际上是无 用的。如此大的数据传输量是不可想象的。因此,人们提出了在服务器中能够执行部分代码的客户机/服务器结构。 (2)在处理时,客户机接受用户要求,并发给服务器;在服务器端处理用户要求,最后将结果传回客户机显示或打印。这种处理方式网络通信量较小。客户机向服务器发出的是处理请求,而不是文件请求,处理请求中的代码在服务器端执行后向客户机传送处理后的结果。 这样,为了特定任务,客户机上的程序和服务器上的程序协同工作:客户机端的代码用于完成用户的输入输出及数据的检查,而服务器端的代码完成对数据库的操作。 客户机/服务器结构的另一个主要特点在于软件、硬件平台的无关性。数据库服务器上的数据库管理系统集中负责管理数据,它向客户端提供一个开放的使用环境,客户端通过数据库接口,如ODBC(开放数据库连接)和SQL语言访问数据库,也就是说,不管客户端采用什么样的硬件和软件,它只要能够通过网络和数据库接口程序连接到服务器,就可对数据库进行访问。 在客户机/服务器结构中,常把客户机称为前台,而把服务器端称为后台。前台应用程序的功能包括用户界面、接收用户数据、处理应用逻辑、向后台发出请求、同时接收后台返回的结果,最后再将返回的结果按一定的格式或方式显示给用户。而后台服务器则负责共享外部设备、存取共享数据、响应前台客户端的请求并回送结果等工作。前台的应用程序和数据一般是用户专用的,而后台的数据和代码是所有用户可以共享的。 由于数据库服务器不仅要管理共享数据,保证数据的完整性,还要执行一部分代码,完成客户端的一些处理请求,所以对用于服务器的计算机提出较高的要求。最好要采用一台专用的服务器,有较快的处理速度,有大容量的硬盘和内存,支持磁带等大容量的存储设备。 上面讲的客户机/服务器结构将应用分在了客户机、服务器两级,称其为两层客户机/ 服务器结构。总之,两层C/S结构的基本工作方式是客户程序向数据库服务器发送SQL请求,服务器返回数据或结果。 这种C/S结构有两种实现方式,一种是客户来完成表示部分和应用逻辑部分,而服务器完成数据访问部分,这种情况是以客户为中心的,适用于应用相对简单、数据访问量不是很大的情况。另一种是以服务器为中心的,把一些重要的应用逻辑部分放到服务器上,这样可充分利用服务器的计算能力,减少网络上需要传送的数据。通常以存储过程和触发器的形式出现,但存储过程都依赖于特定数据库,不同数据库之间很难移植,而三层C/S结构可以很好地解决这个问题。 注意:触发器(trigger)是数据库系统中,一个在插入、删除、修改操作之后运行的记录级事件代码。不同的事件可以对应不同的动作。通常有3种类型的触发器:INSERT触发器、DELETE触发器和UPDATE触发器。 2.三层C/S结构 由于两层结构的客户机/服务器系统本身固有的缺陷,使得它不能应用于一些大型、结构较为复杂的系统中,故出现了3层结构的客户机/服务器系统,将两层结构中服务器部分和客户端部分的应用单独划分出来,即采用“客户机—应用服务器—数据库服务器”结构(如图1-8所示)。典型的数据库应用可分为三部分:表示部分、应用逻辑(商业逻辑)部分和数据访问部分,三层结构便是对应于这三部分。 图1-8 三层C/S结构 其中,应用服务器和数据库服务器可位于同一主机,也可位于不同主机。客户机是应用的用户接口部分,负责用户与应用程序的交互,运行在客户机端的软件也称为表示层软件。应用服务器存放业务逻辑层(也称为功能层)软件,是应用逻辑处理的核心,实现具体业务。它能响应客户机请求,完成业务处理或复杂计算。若有数据库访问任务时,应用服务器层可根据客户机的要求向数据库服务器发送SQL指令。应用逻辑变得复杂或增加新的应用时,可增加新的应用服务器。数据库服务器便是用来执行功能层送来的SQL指令,完成数据的存储、访问和完整性约束等。操作完成后再通过应用服务器向客户机返回操作结果。 浏览器/服务器结构 随着Internet技术和Web技术的广泛应用,C/S结构已无法满足人们的需要。因为在典型C/S体系中,通常为客户安装前端应用程序的做法已不再现实,并且限制客户端工作环境只能基于Windows、Macintosh或UNIX等操作系统也不切实际。于是基于浏览器/服务器结构(Browser/Server)的系统应运而生。 采用B/S结构后,在客户端只需安装一个通用的浏览器即可,不再受具体操作系统和硬件的制约,实现了跨平台的应用。 基于B/S结构的典型应用通常采用三层结构:“浏览器—Web服务器—数据库服务器”,B/S模式的工作原理是:通过浏览器以超文本的形式向Web服务器提出访问数据库的请求,Web服务器接受客户请求后,激活对应的CGI程序将超文本HTML语言转化为SQL语法,将这个请求交给数据库,数据库服务器得到请求后,进行数据处理,然后将处理结果集返回给CGI程序。CGI再将结果转化为HTML,并由Web服务器转发给请求方的浏览器,如图1-9所示。 图1-9 B/S工作原理 在B/S模式中,客户端的标准配置是浏览器,如IE;业务功能处理由独立的应用服务器处理,Web服务器成为应用处理的标准配置;数据处理仍然由数据库服务器处理。 从本质上讲,B/S结构与传统的C/S结构都是以同一种请求和应答方式来执行应用的,区别主要在于:C/S是一种两层或三层结构模式,其客户端集中了大量应用软件,而B/S是一种基于超链接(HyperLink)、HTML、Java的三级或多级C/S结构,客户端仅需单一的浏览器软件,是一种全新的体系结构,解决了跨平台问题。到目前,这两种结构在不同方面都有着广泛的应用。虽然C/S结构在Internet环境下明显不如B/S结构具有优势,但它在局域网环境下仍具有优势。 Internet/Intranet信息系统的多层体系结构 多层结构应用软件与传统的两层结构应用软件相比,有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好等诸多优点,如何在Internet/Intranet环境下构建应用软件体系结构就成为一个非常重要的问题,也是现今软件体系研究的一个新热点。 目前各种技术层出不穷,如最初的静态HTML页面、简单的CGI网关程序、Java Applet程序,现在的ASP等Web数据库技术,还有动态的Java在线游戏及PHP技术等。 实际上,多层的概念是由Sun公司提出来的。Sun公司提出的多层应用体系包括4层:客户层、顶端Web服务层、应用服务层和数据库层。其中顶端Web服务层是Sun公司多层体系结构中非常重要的一层,它主要起代理和缓存的作用。顶端Web服务器的作用是缓存本地各客户机经常使用的Java Applet程序和静态数据,通常被放置在客户机所在的局域网内,起到一个Java Applet主机(向Web浏览器传送Java Applet程序的计算机)和访问其他服务的代理作用。与普通代理服务器的作用相同。构建多层结构应用软件时,选用Java平台是一个很好的选择,因为它跨越各应用平台。总之,在Java平台上构建多层应用软件体系代表着今后Internet/Intranet应用的趋势。

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模糊数学的论文

现代计算机的计算速度及贮存能力几乎达到了无与伦比的程度,它不仅可以解决复杂的数学问题,还可以参与控制航天飞机等。既然计算机有如此威力,那么为什么在判断和推理方面有时不如人脑呢? 美国加利福尼亚大学Zadeh(扎德)教授仔细的研究了这个问题,以至于他在科研工作中经常回旋与“人脑思维”、“大系统”与“计算机”的矛盾之中。1965年,他发表了论文《模糊集合论》“隶属函数”这个概念来描述现象差异中的中间过渡,从而突破了古典集合论中属于或不属于的绝对关系。Zadeh教授这一开创性的工作,标志着模糊数学这门学科的诞生。模糊数学的研究内容主要有以下三个方面:第一,研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系。查德以精确数学集合论为基础,并考虑到对数学的集合概念进行修改和推广。他提出用“模糊集合”作为表现模糊事物的数学模型。并在“模糊集合”上逐步建立运算、变换规律,开展有关的理论研究,就有可能构造出研究现实世界中的大量模糊的数学基础,能够对看来相当复杂的模糊系统进行定量的描述和处理的数学方法。在模糊集合中,给定范围内元素对它的隶属关系不一定只有“是”或“否”两种情况,而是用介于0和1之间的实数来表示隶属程度,还存在中间过渡状态。比如“老人”是个模糊概念,70岁的肯定属于老人,它的从属程度是 1,40岁的人肯定不算老人,它的从属程度为 0,按照查德给出的公式,55岁属于“老”的程度为,即“半老”,60岁属于“老”的程度。查德认为,指明各个元素的隶属集合,就等于指定了一个集合。当隶属于0和1之间值时,就是模糊集合。第二,研究模糊语言学和模糊逻辑。人类自然语言具有模糊性,人们经常接受模糊语言与模糊信息,并能做出正确的识别和判断。为了实现用自然语言跟计算机进行直接对话,就必须把人类的语言和思维过程提炼成数学模型,才能给计算机输入指令,建立合适的模糊数学模型,这是运用数学方法的关键。查德采用模糊集合理论来建立模糊语言的数学模型,使人类语言数量化、形式化。如果我们把合乎语法的标准句子的从属函数值定为1,那么,其他近义的,以及能表达相仿的思想的句子,就可以用以0到1之间的连续数来表征它从属于“正确句子”的隶属程度。这样,就把模糊语言进行定量描述,并定出一套运算、变换规则。现时,模糊语言还很不成熟,语言学家正在深入研究。人们的思维活动常常要求概念的确定性和精确性,采用形式逻辑的排中律,即:非真即假,然后进行判断和推理,得出结论。现有的计算机都是建立在二值逻辑基础上的,它在处理客观事物的确定性方面,发挥了巨大的作用,但是却不具备处理事物和概念的不确定性或模糊性的能力。为了使计算机能够模拟人脑高级智能的特点,就必须把计算机转到多值逻辑基础上,研究模糊逻辑。现时,模糊逻辑还很不成熟,尚需继续研究。第三,研究模糊数学的应用。模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复杂事物的需要,查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化,从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来,过去精确数学、随机数学描述感到不足之处,就能得到弥补。在模糊数学中,现今已有模糊拓扑学、模糊群论、模糊图论、模糊概率、模糊语言学、模糊逻辑学等分支。

1、模糊数学作为一个新兴的数学分支,使过去那些与数学毫不相关或关系不大的学科(如生物学、心理学、语言学、社会科学等)都有可能用定量化和数学化加以描述和处理,从而显示了强大的生命力和渗透力,使数学的应用范围大大扩展2、模糊数学的研究内容主要有以下三个方面:第一,研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系第二,研究模糊语言学和模糊逻辑。人类自然语言具有模糊性,人们经常接受模糊语言与模糊信息,并能做出正确的识别和判断。第三,研究模糊数学的应用。3、模糊数学的应用 模糊数学是一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机职能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。

模式识别是计算机应用的重要领域之一。人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题。如计算机使用模糊数学,便能大大提高模式识别能力,可模拟人类神经系统的活动。

在工业控制领域中,应用模糊数学,可使空调器的温度控制更为合理,洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理中,运用模糊数学的方法,有可能形成更加有效的决策。

扩展资料:

一、相关应用

模糊数学是一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。

在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机智能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。

二、研究内容

第一,研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系。

查德以精确数学集合论为基础,并考虑到对数学的集合概念进行修改和推广。

第二,研究模糊语言学和模糊逻辑。

人类自然语言具有模糊性,人们经常接受模糊语言与模糊信息,并能做出正确的识别和判断。

第三,研究模糊数学的应用。

模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复杂事物的需要,查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化,从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来,过去精确数学、随机数学描述感到不足之处,就能得到弥补。

参考资料来源:百度百科-模糊数学

模糊数学又称Fuzzy 数学,研究和处理模糊性现象的一种数学理论和方法。模糊数学法采用模糊数学模型,须先进行单项指标的评价,然后分别对各单项指标给予透当的权重,最后应用模糊矩阵复合运算的方法得出综合评价的结果。这一方法在地下水环境质量评价中已得到广泛的应用。

模糊数学为一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机智能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。

扩展资料

1965年,美国控制论专家扎德Zadeh(Lotfi A.Zadeh)教授在Information and Control杂志上发表了题为Fuzzy Sets的论文,提出用“隶属函数”来描述现象差异的中间过渡,从而突破了经典集合论中属于或不属于的绝对关系。

Zadeh教授这一开创性的工作,标志着数学的一个新分支——模糊数学的诞生。

模糊数学的基本思想就是:用精确的数学手段对现实世界中大量存在的模糊概念和模糊现象进行描述、建模,以达到对其进行恰当处理的目的。

模糊数学为以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现为数学适应描述复杂事物的需要,Zadeh的功绩在于用模糊集合的理论将模糊性对象加以确切化,从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来,过去精确数学、随机数学描述感到不足之处,就能得到弥补。

参考资料来源:百度百科-模糊数学法

参考资料来源:百度百科-模糊数学

模糊数学论文及代码实现

举个例子:判断一个人是不是秃子,假设500根头发以下算秃子那么计算机会认为499根是秃子,501根不是秃子,可是我们人会认为多一根也是秃子呀?那502根呢?503……那我们都是秃子……那么用模糊数学这个结论是什么呢?499根是秃子的几率100%,501根,根呢?嗯,的可能性是秃子。呵呵,机器也能判断了

利用除法来比较分数的大小 今天阳光明媚,我正在家中看《小学数学奥林匹克》忽然发现这样一道题:比较1111/111,11111/1111两个分数的大小。顿时,我来了兴趣,拿起笔在演草纸上“刷刷”地画了起来,不一会儿,便找到了一种解法。那就是把这两个假分数化成带分数,然后利用分数的规律,同分子 分数,分母越小,这个分数就越大。解出1111/111<11111/1111。解完之后,我高兴极了,自夸道:“看来,什么难题都难不倒我了。”正在织毛衣的妈妈听了我的话,看了看题目,大声笑道:“哟,我还以为有多难题来,不就是简单的比较分数大小吗?”听了妈妈的话,我立刻生气起来,说:“什么呀 ,这题就是难。”说完我又讽刺起妈妈来:“你多高啊,就这题对你来说还不是小菜啊!”妈妈笑了:“好了,好了,不跟你闹了,不过你要能用两种方法解这题,那就算高水平了。”我听了妈妈的话又看了看这道题,还不禁愣了一下“还有一种解法。”我惊讶地说道。“当然了”妈妈说道,“怎么样,不会做了吧,看来你还是低水平。”我扣了妈妈的话生气极了,为了证明我是高水平的人我又做了起来。终于经过我的一番努力,第二种方法出来了,那就是用除法来比较它们之间的大小。你看,一个数如果小于另一个数,那么这个数除以另一个数商一定是真分数,同理,一个数如果大于另一个数,那么这个数除以另一个数,商一定大于1。利用这个规律,我用1111/111÷11111/1111,由于这些数太大,所以不能直接相乘,于是我又把这个除法算式改了一下,假设有8个1,让你组成两个数,两个数乘积最大的是多少。不用说,一定是两个最接近的,所以1111/111÷11111/1111=1111/111×1111/11111、1111×1111>111×11111,那么也就是1111/111>11111/1111。 大千世界,无奇不有,在我们数学王国里也有许多有趣的事情。比如,在我现在的第九册的练习册中,有一题思考题是这样说的:“一辆客车从东城开向西城,每小时行45千米,行了小时后停下,这时刚好离东西两城的中点18千米,东西两城相距多少千米?王星与小英在解上面这道题时,计算的方法与结果都不一样。王星算出的千米数比小英算出的千米数少,但是许老师却说两人的结果都对。这是为什么呢?你想出来了没有?你也列式算一下他们两人的计算结果。”其实,这道题我们可以很快速地做出一种方法,就是:45×=(千米),=(千米),×2=261(千米),但仔细推敲看一下,就觉得不对劲。其实,在这里我们忽略了一个非常重要的条件,就是“这时刚好离东西城的中点18千米”这个条件中所说的“离”字,没说是还没到中点,还是超过了中点。如果是没到中点离中点18千米的话,列式就是前面的那一种,如果是超过中点18千米的话,列式应该就是45×=(千米),=(千米),×2=189(千米)。所以正确答案应该是:45×=(千米),=(千米),×2=261(千米)和45×=(千米),=(千米),×2=189(千米)。两个答案,也就是说王星的答案加上小英的答案才是全面的。 在日常学习中,往往有许多数学题目的答案是多个的,容易在练习或考试中被忽略,这就需要我们认真审题,唤醒生活经验,仔细推敲,全面正确理解题意。否则就容易忽略了另外的答案,犯以偏概全的错误。

人工智能是计算机科学中的一个分支,用模糊数学的命题逻辑和谓词逻辑,使计算机能构造出语句来表达知识和意思。人工智能的发展,使人们认识到人类的活动,无非是进行能量变换和信息交换,大大地推动了社会的前进,深化了人们对认识论问题的研究。 在日常生活中,经常遇到许多模糊事物,没有分明的数量界限,要使用一些模糊的词句来形容、描述。比如,比较年轻、高个、大胖子、好、漂亮、善、热、远……。在人们的工作经验中,往往也有许多模糊的东西。例如,现在的掌门识别,要确认某个人的身份,要基于此人的手掌识别,然他的手掌的形状以及各种情况的考虑除了很早就有涉及误差的计算数学之外,还需要模糊数学。 人与计算机相比,一般来说,人脑具有处理模糊信息的能力,善于判断和处理模糊现象。但计算机对模糊现象识别能力较差,为了提高计算机识别模糊现象的能力,就需要把人们常用的模糊语言设计成机器能接受的指令和程序,以便机器能像人脑那样简洁灵活的做出相应的判断,从而提高自动识别和控制模糊现象的效率。这样,就需要寻找一种描述和加工模糊信息的数学工具,这就推动数学家深入研究模糊数学。所以,模糊数学的产生是有其科学技术与数学发展的必然性。 1965年,美国控制论专家、数学家查德发表了论文《模糊集合》,标志着模糊数学这门学科的诞生。 模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复杂事物的需要,查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化,从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来,过去精确数学、随机数学描述感到不足之处,就能得到弥补。在模糊数学中,目前已有模糊拓扑学、模糊群论、模糊图论、模糊概率、模糊语言学、模糊逻辑学等分支。 模糊数学是一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机职能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。 目前,世界上发达国家正积极研究、试制具有智能化的模糊计算机,1986年日本山川烈博士首次试制成功模糊推理机,它的推理速度是1000万次/秒。1988年,我国汪培庄教授指导的几位博士也研制成功一台模糊推理机——分立元件样机,它的推理速度为1500万次/秒。这表明我国在突破模糊信息处理难关方面迈出了重要的一步。 三、模糊数学的主要应用 1.模糊数学自身的理论研究进展迅速。我国模糊数学自身的理论研究仍占模糊数学及其应用学科的主导地位,所取得的研究成果在《模糊数学》、《模糊系统与数学》等数十种学术期刊和全国高校学报中经常可见,模糊聚类分析理论、模糊神经网络理论和各种新的模糊定理及算法不断取得进展。 2.模糊数学目前在自动控制技术领域仍然得到最广泛的应用,所涉及的技术复杂繁多,从微观到宏观、从地下到太空无所不有,在机器人实时控制、电磁元件自适应控制、各种物理及力学参数反馈控制、逻辑控制等高新技术中均成功地应用了模糊数学理论和方法。 3.模糊数学在计算机仿真技术、多媒体辨识等领域的应用取得突破性进展,如图像和文字的自动辨识、自动学习机、人工智能、音频信号辨识与处理等领域均借助了模糊数学的基本原理和方法。 4.模糊聚类分析理论和模糊综合评判原理等更多地被应用于经济管理、环境科学、安全与劳动保护等领域,如房地价格、期货交易、股市情报、资产评估、工程质量分析、产品质量管理、可行性研究、人机工程设计、环境质量评价、资源综合评价、各种危险性预测与评价、灾害探测等均成功地应用了模糊数学的原理和方法。 5.地矿、冶金、建筑等传统行业在处理复杂不确定性问题中也成功地应用了模糊数学的原理和方法,从而使过去凭经验和类比法等处理工程问题的传统做法转向数学化、科学化,如矿床预测、矿体边界确定、油水气层的识别、采矿方法设计参数选择、冶炼工艺自动控制与优化、建筑物结构设计等都有应用模糊数学的成功实践。 6.我国医药、生物、农业、文化教育、体育等过去看似与数学无缘的学科也开始应用模糊数学的原理和方法,如计算机模糊综合诊断、传染病控制与评估、人体心理及生理特点分析、家禽孵养、农作物品种选择与种植、教学质量评估、语言词义查找、翻译辨识等均有一些应用模糊数学的实践,并取得很好效果。李洪兴教授,他领导的科研团队采用“变论域自适应模糊控制理论”成功地实现了全球首例“四级倒立摆实物系统控制”。据介绍,倒立摆仿真或实物控制实验是控制领域中用来检验某种控制理论或方法的典型方案。目前,实现三级倒立摆控制的实物系统仍然是世界公认的难题,而要实现四级倒立摆控制实物系统,在世界范围内更是一项空白。北师大模糊系统与模糊信息研究中心暨复杂系统智能控制实验室采用李洪兴教授提出的“变论域自适应模糊控制”理论,先后成功地实现了四级倒立摆控制仿真实验、三级倒立摆实物系统控制,并于今年8月11日实现了全球首例四级倒立摆实物系统控制。而由此项理论产生的方法和技术将在半导体及精密仪器加工、机器人技术、导弹拦截控制系统、航空器对接控制技术等方面具有广阔的开发利用前景。

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