Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Алгебраические байесовские сети: система анализа и синтеза вторичной структуры

Работа №92259

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информатика

Объем работы57
Год сдачи2016
Стоимость4700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
30
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 5
1. Обзорная часть 7
1.1. Введение 7
1.2. Актуальность работы 7
1.3. Цели и задачи 9
1.4. Средства разработки 10
1.5. Выводы по главе 10
2. Определения и обозначения 11
2.1. Введение 11
2.2. Используемые определения и понятия 11
2.3. Используемые в листингах алгоритмов обозначения ... 12
2.4. Выводы по главе 14
3. Инкрементальные алгоритмы синтеза 15
3.1. Введение 15
3.2. Инкрементальное добавление вершины в третичную струк­туру 15
3.3. Декрементальное удаление вершины из третичной струк­туры 19
3.4. Инкрементальное добавление вершины в четвертичную
структуру 24
3.5. Декрементальное удаление вершины из четвертичной струк­туры 32
3.6. Выводы по главе 36
4. Руководство пользователя 37
4.1. Введение 37
4.2. Описание программной реализации 37
4.3. Примеры визуализации работы алгоритмов 47
4.4. Выводы по главе 52
Заключение
Список литературы

Алгебраические байесовские сети (АБС), представляющие собой раз­новидность графических вероятностных моделей [29, 1], на данный мо­мент активно исследуются с точки зрения автоматического синтеза гло­бальных структур таких моделей [26].
Среди глобальных структур АБС получили формальное определе­ние и рассматриваются первичная, вторичная, третичная и четвертич­ная. Проблема синтеза вторичной структуры, представленной в виде минимального графа смежности, по первичной, рассматривается в [26].
Несмотря на то, что в данный момент для операций с алгебраиче­ской байесовской сетью используют ее вторичную глобальную струк­туру, третичная также применяется как для генерации случайного ми­нимального графа смежности, так и для порождения всего множества минимальных графов смежности [20].
В данной работе рассматривается проблема инкрементализации син­теза третичной и четвертичной структур, а именно, исследуется воз­можность перестроить данные структуры при добавлении новой вер­шины в первичную, вместо того, чтобы их синтезировать по всему по­лучившемуся набору заново.
Настоящая выпускная квалификационная работа бакалавра явля­ется проектной, то есть выполняется совместно с коллегами (Левенцом Даниилом Григорьевичем, Березиным Алексеем Ивановичем), кроме того, тесно связана с ВКР Мальчевской Екатерины Андреевны. Проект представляет собой комплекс программ по синтезу, анализу и визуали­зации вторичной структуры АБС на платформе .NET с использованием языка C# и свободно распространяемой библиотеки GraphSharp.
Комплекс программ позволяет синтезировать все глобальные струк­туры алгебраической байесовской сети по набору вершин, добавлять и удалять вершины, изменяя при этом соответствующим образом все структуры, а также генерировать все множество минимальных графов смежности.
Эта работа является частью более широких инициативных проектов, выполняю­щихся в лаборатории теоретических и междисциплинарных основ информатики СПИ- ИРАН под руководством А.Л. Тулупьева; кроме того, разработки были частично под­держаны грантами РФФИ 15-01-09001-a — «Комбинированный логико-вероятностный графический подход к представлению и обработке систем знаний с неопределенно­стью: алгебраические байесовские сети и родственные модели», 12-01-00945-а — «Раз­витие теории алгебраических байесовских сетей и родственных им логико-вероятностных графических моделей систем знаний с неопределенностью», 09-01-00861-а —«Методология построения интеллектуальных систем поддержки при­нятия решений на основе баз фрагментов знаний с вероятностной неопределенно­стью», а также проектом по ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы», 2006-РИ-19.0/001/211, Государственный контракт от «28» февраля 2006 г., № 02.442.11.7289, «Направленные циклы в байесовских сетях доверия: вероятностная семантика и алгоритмы логико­вероятностного вывода для программных комплексов с байесовской интеллектуаль­ной компонентой».

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


Поставленная цель работы — инкрементализация третичной и чет­вертичной структур алгебраических байесовских сетей — была достиг­нута. В ходе выполнения выпускной квалификационной работы бака­лавра были разработаны 4 алгоритма — добавления и удаления вершин в третичную и четвертичную структуры АБС. Каждый из алгоритмов был протестирован и реализован в рамках библиотеки, интегрирован­ной в комплекс программ по синтезу и анализу вторичной структуры алгебраических байесовских сетей. Кроме того, были доказаны 4 тео­ремы о корректности вышеупомянутых алгоритмов.
По теме работы была принята к публикации статья на конференцию IITI’16 (список SCOPUS), кроме того часть исследований была пред­ставлена на СПИСОК’16.


[1] Городецкий В.И. Алгебраические байесовские сети — новая пара­дигма экспертных систем // Юбилейный сборник трудов институ­тов Отделения информатики, вычислительной техники и автома­тизации РАН. Т. 2.— 1993. — С. 120-141.
[2] Левенец Д.Г., Зотов М.А., Тулупьев А.Л. Инкрементальный алго­ритм синтеза минимального графа смежности // Компьютерные инструменты в образовании. — 2015. — №6. — С. 3-18.
[3] Николенко С.И., Тулупьев А.Л. Вероятностная семантика байесов­ских сетей в случае линейной цепочки фрагментов знаний // Тру­ды СПИИРАН. - 2005. - № 2. - С. 53-57.
[4] Новиков Ф.А. Диксретная математика: учебник для вузов. 2-е изд. Стандарт третьего поколения. — СПб.: Питер, 2013. — С. 432.
[5] Опарин В.В., Тулупьев А.Л. Синтез графа смежности с минималь­ным числом ребер: формализация алгоритма и анализ его коррект­ности // Труды СПИИРАН. - 2009. - № 11. - С. 142-157.
[6] Синтез вторичной структуры алгебраических байесовских сетей: инкрементальный алгоритм и статистическая оценка его сложно­сти / Зотов М.А., Левенец Д.Г., Тулупьев А.Л., Золотин А.А. // Научно-технический вестник информационных технологий, меха­ники и оптики. — 2016. — № 1. — С. 122-132.
[7] Сироткин А.В. Модели, алгоритмы и вычислительная сложность синтеза согласованных оценок истинности в алгебраических байе­совских сетях // Информационно-измерительные и управляющие системы. — 2009. — № 11. — С. 32-37.
[8] Тулупьев А.Л., Николенко С.И., Сироткин А.В. Байесовские се­ти доверия: логико-вероятностный подход. -- СПб.: Наука, 2006. -­С. 607.
[9] Тулупьев А.Л., Сироткин А.В., Николенко С.И. Байесовские сети доверия: логико-вероятностный вывод в ациклических направлен­ных графах. — СПб.: Издательство С.-Петербургского университе­та, 2009. — С. 400.
[10] Тулупьев А.Л. Алгебраические байесовские сети. Логико­вероятностный подход к моделированию баз знаний с неопреде­ленностью.— СПб.: СПИИРАН, 2000.— С. 292.
[11] Тулупьев А.Л. Байесовские сети: логико-вероятностный вывод в циклах.— СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 2008.— С. 140.
[12] Тулупьев А.Л. Задача локального автоматического обучения в ал­гебраических байесовских сетях: логико-вероятностный подход // Труды СПИИРАН. - 2008. - № 7. - С. 11-25.
[13] Тулупьев А.Л. Непротиворечивость оценок вероятностей в алгеб­раических байесовских сетях // Вестник СПбГУ. — 2009. — № 3. — С. 144-151.
[14] Тулупьев А.Л. Обработка дополнительной нечисловой информа­ции в локальном обучении алгебраических байесовских сетей по выборкам с пропусками // Международная конференция по мяг­ким вычислениям и измерениям. Сборник докладов. — 2009. — № 1. — С. 139-142.
[15] Тулупьев А.Л. Согласованность данных и оценка вероятности аль­тернатив в цикле стохастических предпочтений // Известия выс­ших учебных заведений: Приборостроение. — 2009. — № 7. — С. 3-8...


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ