12–Ma’ruza. Timsollarni o’rganuvchi va tanuvchi tizimlar

1. Tarixiy ma’lumotlar

Timsollarni tanish muammosi uzoq vaqt davomida amaliy matematika, va undan keyin informatika sohasidagi mutaxassislarning e’tiborida boʻldi. Jumladan, R. Fisher tomonidan XX asrning 30-yillarida bajarilgan ishlar timsollarni tanish nazariyasi va amaliyotining bir boʻlimi sifatida diskriminantli tahlilning shakllanishiga olib keldi. 13 yildan ziyod tadbiqlarida Baysli qaror qabul qilish (Neyman, Pirson [1]), sinflash masalasiga ajratuvchi funksiyalarni qoʻllash (Fisher [2]), gipotezalarni tekshirish masalalarini yechish (Vald [3]) kabi ishlar paydo boʻldi. 26-yillarda A.N.Kolmogorov va A.Ya.Xinchin tomonidan ikkita taqsimotning aralashma (qorishma)sini boʻlish toʻgʻrisidagi masala qoʻyildi [4]. 50-yillarda shaxs miyasini modellashtirishning birinchi neyrotarmoqli tanish modeli (Rozenblatt perseptroni [6]) yaratildi. Timsollarni tanish sohasiga oid ilk salohiyatli ish “Timsollarni tanish” 1959 yilda axborotlar nazariyasi asoschisi A.A.Xarkevich [5] tomonidan yaratilgan.

50-60-yillarda olib borilgan ilmiy tadqiqot ishlar asosida statistik yechimlar nazariyasi paydo boʻldi [4]. Buning natijasida yangi timsollarni berilgan sinflarning birortasiga qarashliligini aniqlovchi algoritmlar ishlab chiqildi. Bu esa rejali ilmiy izlanishlar olib borish va amaliy ishlanmalar yaratishning boshlanishiga olib keldi. Kibernetika sohasida qurilmalarni yaratishning nazariy asoslari va amaliy tadbiqlarini, va undan keyin esa timsollarni, hodisalarni va jarayonlarni ATlar bilan bogʻliq boʻlgan yangi ilmiy yoʻnalish shakllandi. Yangi ilmiy yoʻnalish “Timsollarni tanish” nomini oldi [4].
60-yillarning oxirida tanish masalalarini yechishning statistik, perseptronli va ajratuvchi funksiyalar modellari ishlab chiqildi va batafsil tadqiq qilindi. Olingan natijalar va navbatdagi tadqiqotlar [2-4, 6, 7-10, 11, 12, 13, 14, 15, , 16, 17] ishlarda keltirilgan.
Keyinchalik timsollarni tanish nazariyasining matematik apparati amaliy matematika boʻlimlari, axborotlar nazariyasi, mantiqiy algebra usullari, matematik programmalashtirish va sistemotexnika hisobiga kengaydi:
70-yillarning oʻrtalariga kelib timsollarni tanish mustaqil ilmiy yoʻnalish sifatida shakllandi va timsollarni tanishning normal matematik nazariyasini yaratish imkoniyati paydo boʻldi [1, 2, 4, 9, 10, 18, 12, 13, 19, 20, 17, 21].
Timsollarni tanish va sinflashning ilmiy yoʻnalish sifatida yaratilishi va shakllanishi uchun chet elda F.Rozenblatt, R.Gonsales, U.Grenander, R.Duda, P.Xart, G.Sebestian, Dj.Tu, E.Patrik, K.Fukunaga, K.Fu va boshqalar. Sobiq ittifoqda, keyinchalik esa MDX davlatlarida timsollarni tanish va sinflash nazariyasining rivojlanishini V.M.Glushkov, V.S.Mixalevich, V.S.Pugachev, N.P.Buslenko, Ya.Z.Sipkin, G.P.Tartakovskiy, V.G.Repin, L.A.Rastrigin, A.L.Gorelik, V. A. Skripnik, S. A.Ayvazyan, M.A.Ayzerman, E.M.Braverman, M.M.Bongard (potensial funksiyalar usuli [2]), V.N.Vapnik, A.Ya.Chervonenkis (statistik tanish nazariyasi, «Umumlashgan portret» usuli [7]), A.G.Ivaxnenko (argumentlarni guruhlab hisobga olish usuli [14]), N.G. Zagoruyko (taksonomiya algoritmlari va bilimlarni tahlil qilish [13]), G.S. Lbov ( tanishning mantiqiy usullari va bogʻlanishlarni izlash [15]), V.I.Vasilyev(chekli qisqartirish usuli [22-26]), Yu.I.Juravlev, M.M.Kamilov (baholarni hisoblash algoritmlari [18,12]), Sh.X.Fozilov, R.T.Abdukarimov (qismiy pretsedentlik algoritmlar [27]), A.X.Nishanov va boshqalarning ishlari bilan bogʻlashadi. 13-yillarning boshida akademik Yu.I.Juravlev tomonidan tanishning testli algoritmi [27] ishlab chiqildi. Keyinchalik ushbu algoritm bazasida Yu.I.Juravlev va shogirdlari tomonidan baholarni hisoblash algoritmlari yaratildi [12,18], undan keyin algebraik tanish nazariyasi [28] kiritildi va ilmiy tadqiqotlar olib borildi. Bu yoʻnalishda K.V. Rudakov [30], Z.L. Matrosov [31]), V.V. Ryazanov [32], Ye.V.Dyukova [33]), O.V. Senko [34], V.I. Donskoy [35]) va MDX davlatlari hamda va chet el olimlari tomonidan fundamental natijalar olindi.
Rossiya va chet elda ma’lumotlarni tahlil va bashorat qilishning dasturiy tizimlarini yaratish boʻyicha ishlar olib borilmoqda [4]. Avvalom bor, bu ma’lumotlarni qayta ishlash va vizuallashtirish paketlari (SPSS, STADIA, STATGRAPHICS, STATISTICA, SYSTAT, Olimp: Stat Ekspert Prof., Forecast Expert, va boshqalar) yaratilgan boʻlib, ularning asosini matematik statistikaning turli boʻlimlari usullari – statik gipotezalarni tekshirish, regressiyali tahlil, dispersiyali tahlil, vaqtli qatorlar tahlili va boshqalar tashkil etadi.
Rossiyada РАСПОЗНАВАНИЕ dasturiy tizimi ishlab chiqilgan boʻlib, undagi dasturlar bibliotekasi chiziqli, mantiqli, statistik, neyrotoʻrlar, bashoratlashning gibrid usullari, bashoratlash usullari, sinflash va pretsedentlardan bilimlarni olish, hamda bashoratlash va sinflashning uyushgan usullari bilan ta’minlangan [4].
РАСПОЗНАВАНИЕ tizimi tarkibiga kiruvchi dasturiy paketlar (ПАРК, ОБРАЗ, DISARO, LOREG va TaxonSearch) koʻplab amaliy masalalarni yechishda qoʻllanilgan va amaliyotga tadbiq etilgan [4].
Biznes va va moliya sohasida:
- kvartiralarning narxini baholash;
- kreditli kartochkalarni nazorat qilishda;
- harakatdagi timsollarni tanishda.
Tibbiyotda va sogʻliqni saqlash sohasida:
- aholini yoshi boʻyicha klasterlashda;
- koʻkrak rakini tanishda;
- insultga tashxis qoʻyish;
- yurak tomirlariga tashxis qoʻyish;
- sariq kasalligini bashoratlash;
- qandli diabet kasalligini bashoratlash;
Texnik tashxis qoʻyish sohasida:
- dvigatellarning yaroqli yoki yaroqsizligini aniqlashda;
- texnik qurilmalarning holatini nazorat qilishda.
Qishloq xoʻjaligi sohasida:
- ekin maydonlarining holatini aniqlashda;
- mevalarni oʻlchoviga qarab taxlashda.
Geologiya sohasida:
- kam uchraydigan metallar va neft qazilmalarini tanish.
- foydali qazilmalarining holatini aniqlash.
Tasvirlarni qayta ishlash sohasida:
- qoʻlyozma raqamlarni, harflarni va simvollarni tanish;
- shaxs imzolarini tanish;
- biometrik belgilar – barmoq izlari, qoʻl, yuz, quloq, koʻz tasvirlari tanish;
- tasvirlar ketma-ketligida dinamikani segmentlash va tanish.
Timsollarni tanish masalasi ikkita bosqichdan iborat:
- tanish qulay boʻlishi uchun boshlangʻich ma’lumotlarni almashtirish;
- tanish masalasi (timsolning aniq bir sinfga qarashliligini koʻrsatish).