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现代中长期水文预报方法及应用-模糊数学研究内容

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:模糊数学研究的主要内容包括以下三个方面:研究模糊数学的理论以及它和精确数学、随机数学的关系。目前,模糊语言还很不成熟,语言学家正在深入研究。模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。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。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。

现代中长期水文预报方法及应用-模糊数学研究内容

模糊数学研究的主要内容包括以下三个方面:

(1)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0~1 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0.5,即“半老”,60 岁属于“老”的程度为0.8。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0~1 之间的值时,就是模糊集合。

(2)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,并能作出正确的识别和判断。为了实现用自然语言与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,其他文法稍有错误,但尚能表达相仿的思想的句子,就可以用以0~1 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。(www.xing528.com)

(3)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研究模糊性对象的方法,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、随机数学描述的不足之处,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 年日本山川博士首次试制成功模糊推理机,它的推理速度是1000 万次/s。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/s。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。

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