Преди да разберем меките изчисления и трудните изчисления, трябва да разберем какво е компютърното? Компютърната технология е процесът на изпълнение на конкретната задача с помощта на компютър или компютърно устройство. Съществуват няколко характеристики на компютрите, които трябва да осигуряват точно решение, точни и ясни контролни действия, да улесняват решаването на проблемите, които могат да бъдат решени математически.
Традиционният изчислителен метод, твърди компютри е подходящ за математически проблеми, въпреки че може да се използва за решаване на реални проблеми, но основният свързан с това недостатък е, че той консумира голямо количество време и разходи за изчисления. Това е причината, поради която меките компютри са по-добрата алтернатива за решаване на реалните проблеми на света.
Сравнителна таблица
| Основа за сравнение | Софт компютри | Твърди изчисления |
|---|---|---|
| Основен | Толерантен към неточност, несигурност, частична истина и сближаване. | Използва точно определен аналитичен модел. |
| Базиран на | Размита логика и вероятностни аргументи | Двоична логика и ясна система |
| Характеристика | Апроксимация и диспозитивност | Точност и категоричност |
| природа | стохастична | Детерминистични |
| Работи | Неясни и шумни данни | Точни входни данни |
| Изчислената | Може да изпълнява паралелни изчисления | следващ |
| резултат | приблизителен | Получава точен резултат. |
Дефиниция на Soft computing
Soft computing е изчислителен модел, разработен за решаване на нелинейни проблеми, които включват несигурни, неточни и приблизителни решения на даден проблем. Тези видове проблеми се разглеждат като проблеми от реалния живот, където се изисква човешкия интелект за неговото решаване. Мекият компютърен термин е измислен от д-р Lotfi Zadeh, според него, мекият компютър е подход, който имитира човешкия ум да мисли и се учи в среда на несигурност и впечатление.
Той се създава чрез два елемента адаптивност и знания и има набор от инструменти като размита логика, невронни мрежи, генетичен алгоритъм и т.н. Мекият компютърен модел е различен от своя предшестващ модел, известен като твърд компютърен модел, защото той не работи върху математическия модел на решаване на проблеми.
Сега, нека да обсъдим някои от методологиите на soft computing с примери.
1. Размита логика се занимава с проблемите при вземане на решения и система за контрол, които не могат да бъдат преобразувани в твърди математически формули. Това в основата си картира входовете към изходите логически по нелинеен начин, както хората го правят. Размитата логика се използва в автомобилната подсистема, климатиците, камерите и т.н.
2. Изкуствените невронни мрежи извършват класификация, извличане на данни и процес на прогнозиране и лесно управляват шумните входни данни, като ги категоризират в групите или картографират до очакваните резултати. Например, той се използва в разпознаването на изображения и знаци, бизнес прогнозиране, където моделите се усвояват от наборите от данни и се създава модел за разпознаване на тези модели.
3. Генетичните алгоритми и еволюционни техники се използват за решаване на оптимизацията и проектирането на свързани проблеми, при които може да се разпознае оптимално решение, но не се предоставя предварително определен правилен отговор. Реалните приложения на генетичния алгоритъм, който използва евристични техники за търсене, са роботиката, автомобилния дизайн, оптимизираното телекомуникационно маршрутизиране, биомиметичното изобретение и т.н.
Дефиниция на твърди компютри
Твърдите изчисления са традиционният подход, използван в изчисленията, който се нуждае от точно определен аналитичен модел. Това беше предложено и от д-р Lotfi Zadeh преди soft computing. Твърдият изчислителен подход дава гарантиран, детерминистичен, точен резултат и дефинира определени контролни действия, използвайки математически модел или алгоритъм. Той се занимава с двоична и ясна логика, които изискват точните входни данни последователно. Въпреки това, компютърните технологии не са в състояние да решат реалните проблеми, чието поведение е изключително неточно и информацията се променя последователно.
Да вземем един пример, ако трябва да намерим дали ще вали днес или не? Отговорът може да бъде „да“ или „не“, което означава по два възможни детерминистични начина, по които можем да отговорим на въпроса или с други думи, отговорът съдържа чисто и двоично решение.
Ключови разлики между меки и твърди изчисления
- Мекият компютърен модел е неточна толерантна, частична истина, сближаване. От друга страна, твърдите изчисления не работят по горепосочените принципи; то е много точно и сигурно.
- Мекото изчисление използва размита логика и вероятностни разсъждения, докато трудните изчисления се основават на двоични или ясни системи.
- Твърдите изчисления имат характеристики като прецизност и категоричност. За разлика от това, апроксимацията и диспозитивността са характеристиките на меките компютри.
- Мекият изчислителен подход е с вероятностен характер, докато трудно се изчислява.
- Меките компютри могат лесно да се управляват с шумни и двусмислени данни. За разлика от това, твърдите изчисления могат да работят само върху точните входни данни.
- Паралелните изчисления могат да се извършват в меки компютри. Напротив, при твърдите изчисления на данните се извършва последователно изчисление.
- Меките изчисления могат да дадат приблизителни резултати, докато трудно се генерират точни резултати.
заключение
Конвенционалният изчислителен подход на твърди компютри е ефективен, когато става въпрос за решаване на детерминистичен проблем, но тъй като проблемът нараства по размер и сложност, пространството за търсене на дизайн също се увеличава. Това затрудняваше решаването на несигурен и неточен проблем чрез твърди изчисления. Така че, меките компютри се превърнаха в решение на твърдите компютри, което също дава много предимства като бързо изчисление, ниска цена, премахване на предварително зададения софтуер и т.н.
