Нечітка логіка - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Необхідність вивчення навчальної дисципліни. У реальному житті часто трапляються випадки, коли просто необхідно враховувати неясність і неточність інформації про явища й процеси навколишнього світу. Нечітка логіка — це цікава й багатообіцяюча спроба дати хоча б схематичний начерк розв'язання подібних проблем. Цю теорію побудовано на базі теорії множин, хоч і в зовсім несподіваній інтерпретації деяких із цих множин (нечітких підмножин). Тут простежується зв'язок між математикою й сучасною логікою, яка великою мірою постала завдяки теоретико-множинному підходу до розуміння основ математичної науки.

Найважливішим застосуванням теорії нечітких множин є контролери нечіткої логіки. їх функціонування дещо відрізняється від роботи звичайних контролерів: для опису системи замість диференційних рівнянь використовують знання експертів. Ці знання можуть бути виражені за допомогою лінгвістичних змінних, які описані нечіткими множинами.

Нечітке управління особливо корисне, коли технологічні процеси занадто складні для аналізу за допомогою загальноприйнятих кількісних методів, або коли доступні джерела інформації інтерпретуються на якісному рівні неточно чи невиразно. Експериментально показано, що нечітке управління у певних випадках дає кращі результати порівняно з отримуваними в разі загальноприйнятих алгоритмів управління.

Мета дисципліни: є формування у студентів

• сучасного математичного мислення;

• здатності вирішувати різноманітні інформаційні та управлінські проблеми з ефективним використанням аналітичних і обчислювальних методів, заснованих на теорії нечітких множин;

• навички нечіткого моделювання в описі процесів прийняття рішень.

Предмет дисципліни: дослідження суджень в умовах нечіткості, які схожі з судженнями у звичайному сенсі, та їх застосування у обчислювальних системах.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити: вміти користуватися комп’ютером на рівні адміністратора та програмувати.

Міждисциплінарні зв’язки. Дисципліна базується на дисциплінах: «Дискретна математика», «Програмування», «Теорія ймовірностей».

Постреквізити. Дисципліни, які будуть використовувати результати навчання даного курсу: «Переддипломна практика», «Дипломне проектування».

Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1.

Тема 1.1. Основні поняття теорії нечітких множин

Тема 1.2. Нечіткі величини, числа та інтервали

Розділ 2.

Тема 2.1. Нечіткі графи

Тема 2.2. Нечіткі бінарні відношення

Тема 2.3. Нечіткі висловлення і предикати

Розділ 3.

Тема 3.1. Нечіткі булеві змінні

Тема 3.2. Системи нечіткого логічного виведення

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Василевич, Л.Ф. Прийняття рішень за умов конфлікту та невизначеності середовища: Навчальний посібник. / Л.Ф Василевич, І.І. Юртин. – К.: Київський університет імені Бориса Грінченка, 2013. – 127 с.

2. Заде, Л. Понятие лингвистической переменной и её применение к принятию приближенных решений. [Текст] / Л.Заде – М.: Мир, 1976. – 166 с.

3. Леоненков, А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB. и fuzzy TECH. [Текст] / А.В. Леоненков. – СП.:БХВ-Петербург, 2005. – 736 с.

4. Штовба С.Д. Введение в теорию нечётких множеств и нечёткую логику. – 2002. http://www.nsu.ru/matlab/MatLab_RU/fuzzylogic/book1/index.asp.htm

5. Проворат, О.І. Достовірність в нечітких системах логічного виведення [Текст] / О.І. Проворат, О.О. Провотар // Кибернетика и системный анализ. – Київ: Інститут кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України, 2017. – № 6. – С. 54-63.

Додаткова література

1. Зайченко, Ю.П. Нечёткие модели и методы в интеллектуальных системах. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – К.: Издательский дом “Слово”, 2008. – 344 с.

2. Зайченко, Ю.П. Дослідження операцій: Підручник. – К.: ВІОПЛ, 2000. – 688 с.

3. Матвійчук А.В. Моделювання економічних процесів із застосуванням методів нечіткої логіки: Монографія.– К.: КНЕУ, 2007.– 264 с.

4. Нечёткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта. Под. ред. Д.А. Поспелова. – М.: Наука,1986. – 312 с.

5. Cубботін, С.О. Подання й обробка знань у системах штучного інтелекту та підтримки прийняття рішень [Текст]: навчальний посібник / C.О. Субботін. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2008. – 341 с.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття.

**
**

Лабораторні заняття.

Призначення лабораторних робіт — закріпити, розширити й поглибити знання, здобуті студентами на лекціях та під час самостійного вивчення ними першоджерел.

Основні завдання циклу лабораторних робіт:

- оволодіти методологією вирішення різноманітних проблем з використанням аналітичних і обчислювальних методів, заснованих на теорії нечітких множин;

- отримати вміння застосовувати апарат нечіткого моделювання в описі процесів прийняття рішень.

Самостійна робота студента/аспіранта

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

- відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;

- на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом;

- викладач використовує LMS Moodle для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше;

- викладач відкриває доступ до певної директорії LMS Moodle для завантаження електронних звітів з лабораторних робіт;

- на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу. Усі питання студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;

- лабораторні роботи захищаються студентом особисто. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;

- етапи модульної контрольні роботи та семестровий контроль відбуваються шляхом тестування на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.) за допомогою програмного забезпечення для контролю та перевірки знань SunRav TestOfficePro Pro або LMS Moodle;

- заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць, презентацій по одній із тем СРС тощо. Кількість заохочуваних балів - не більше 10;

- студенти повинні сумлінно та самостійно (крім випадків, які санкціоновано передбачають групову роботу) виконувати навчальні та дослідницькі завдання, поважати наукові та навчальні здобутки інших, посилатися на джерела, з яких береться інформація, незалежно від того, в якому вигляді вона опублікована – в електронному чи паперовому, у разі виникнення труднощів під час виконання навчальних чи дослідницьких завдань звертатися за санкціонованою допомогою до колег, викладачів та наукових керівників, робити оригінальну роботу для кожної дисципліни, використовувати у науковій та навчальній діяльності тільки надійні та достовірні джерела інформації, нагадувати колегам про неприпустимість порушення академічної чесності;

- неприйнятними у навчальній та науково-дослідницькій діяльності для студентів є:

1) Плагіат – навмисне чи усвідомлене оприлюднення (опублікування), повністю або частково, чужого твору (тексту або ідей) під іменем особи, яка не є автором цього твору, без належного оформлення посилань.

2) Шахрайство, а саме:

- фальсифікація або фабрикація інформації, наукових результатів та наступне використання їх в академічній роботі;

- підробка підписів в офіційних документах (залікових книжках, актах, звітах, угодах тощо);

- використання під час контрольних заходів заборонених допоміжних матеріалів або технічних засобів (шпаргалки, мікронавушники, телефони, планшети тощо);

- посилання на джерела, які не використовувалися в роботі;

- списування (реплікація) при складанні будь-якого виду підсумкового або поточного контролю;

- проходження процедур контролю знань підставними особами;

- здавання або репрезентація різними особами робіт з однаковим змістом як результату навчальної чи наукової діяльності.

3) Несанкціонована співпраця, а саме:

- надання допомоги для здійснення акту академічної нечесності − навмисна чи усвідомлена допомога або спроба допомоги іншому вчинити акт академічної нечесності;

- придбання в інших осіб чи організацій з наступним поданням як власних результатів навчальної та наукової діяльності (звітів, рефератів, контрольних, розрахункових, курсових, дипломних та магістерських робіт, есе, статей, монографій, навчальних посібників тощо).

4) Пропонування чи отримання неправомірної винагороди при оцінюванні результатів успішності, виконання навчальних чи дослідницьких завдань.

5) Використання родинних або службових зв’язків для отримання позитивної або вищої оцінки при складанні будь-якого виду підсумкового контролю або переваг у роботі.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

1. Рейтинг студента з кредитного модуля розраховується виходячи із 100-бальної шкали та складається з балів, що студент отримує за:

• виконання лабораторних робіт (9 робіт);

• виконання модульної контрольної роботи (3 етапи).

2. Критерії нарахування балів:

2.1. Виконання лабораторних робіт:

• бездоганна робота – 2 бали;

• є несуттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1,5 бали;

• є певні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1 бал;

• є суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 0,5 балів;

• робота не виконана, не захищена або здана невчасно – 0 балів.

Кожна невдала спроба здачі лабораторної роботи - -0,5 балів.

2.2. Виконання модульної контрольної роботи (МКР):

• 0-82 бали загалом за всі три етапи.

3. Етапи модульного контролю проводяться шляхом електронного тестування за допомогою програми Sunrav TestOfficePro 5 або LMS Moodle, які використовується для створення тестів, проведення тестування і обробки його результатів. Загальна кількість питань – 100. Ваговий бал модульного контролю – 82 бали.

1. Правильна відповідь на питання – 0,82 бали.

2. Частково правильна відповідь на питання – більше 0 та менше 0,82 балів.

3. Неправильна відповідь на питання – 0 балів.

4. Сума рейтингових балів, отриманих студентом протягом семестру, за умови відсутності заборгованостей по лабораторним роботам, переводиться до підсумкової оцінки згідно з таблицею:

5. Якщо здобувач, за невиконання умов допуску до семестрового контролю, отримав у відомості семестрового контролю запис «не допущений» або виконав умови допуску до семестрового контролю, але за результатами екзамену отримав оцінку «незадовільно», йому надається право (після виконання всіх умов допуску) на дві спроби для її ліквідування шляхом електронного тестування за допомогою програми Sunrav TestOfficePro 5 або LMS Moodle. Для отримання задовільної оцінки (60 балів) здобувач повинен набрати не менше 72 балів зі 100 (з урахуванням можливості відгадування правильних відповідей).

Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

• для забезпечення якісного контролю рівня знань перелік питань, які виносяться на модульний та семестровий контроль, студентам не надається;

• на початку семестру викладач аналізує існуючі курси по тематиці дисципліни та пропонує пройти відповідні безкоштовні курси студентам. Після отриманням студентом сертифікату проходження дистанційних чи онлайн курсів за відповідною тематикою, викладач додає до рейтингу студента певну кількість балів за попередньою домовленістю з групою.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцент, к.т.н., Сокульський Олег Євгенович

Ухвалено кафедрою ІСТ(протокол № 1 від 30.08.2021 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету[1] (протокол № 1 від 30.08.2021 р.)