Trước khi hiểu về điện toán mềm và điện toán cứng chúng ta nên hiểu, điện toán là gì? Điện toán về mặt công nghệ máy tính là quá trình hoàn thành nhiệm vụ cụ thể với sự trợ giúp của máy tính hoặc thiết bị máy tính. Có một số đặc điểm của điện toán như nó sẽ cung cấp giải pháp chính xác, hành động kiểm soát chính xác và rõ ràng, tạo điều kiện cho giải pháp của các vấn đề có thể được giải quyết bằng toán học.
Phương pháp điện toán truyền thống, điện toán cứng phù hợp cho các vấn đề toán học, mặc dù nó có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề trong thế giới thực, nhưng điều quan trọng chính là nó tiêu tốn một lượng lớn thời gian tính toán và chi phí. Đây là lý do điện toán mềm là giải pháp thay thế tốt hơn để giải quyết các vấn đề trong thế giới thực.
Biểu đồ so sánh
| Cơ sở để so sánh | Điện toán mềm | Máy tính cứng |
|---|---|---|
| Căn bản | Chịu đựng sự thiếu quyết đoán, không chắc chắn, sự thật một phần và gần đúng. | Sử dụng mô hình phân tích được nêu chính xác. |
| Dựa trên | Logic mờ và lý luận xác suất | Logic nhị phân và hệ thống rõ nét |
| Tính năng, đặc điểm | Tính gần đúng và tính cách | Chính xác và phân loại |
| Thiên nhiên | Ngẫu nhiên | Quyết đoán |
| Hoạt động trên | Dữ liệu mơ hồ và ồn ào | Dữ liệu đầu vào chính xác |
| Tính toán | Có thể thực hiện tính toán song song | Tuần tự |
| Kết quả | Xấp xỉ | Tạo ra kết quả chính xác. |
Định nghĩa điện toán mềm
Điện toán mềm là một mô hình điện toán được phát triển để giải quyết các vấn đề phi tuyến tính liên quan đến các giải pháp không chắc chắn, không chính xác và gần đúng của một vấn đề. Những loại vấn đề này được coi là những vấn đề thực tế trong đó trí thông minh giống như con người được yêu cầu để giải quyết nó. Thuật ngữ điện toán mềm được đặt ra bởi Tiến sĩ Lotfi Zadeh, theo ông, điện toán mềm là một cách tiếp cận bắt chước tâm trí con người để lý luận và học hỏi trong một môi trường không chắc chắn và ấn tượng.
Nó được tạo ra thông qua hai yếu tố thích ứng và kiến thức và có một bộ công cụ như logic mờ, mạng lưới thần kinh, thuật toán di truyền, vân vân. Mô hình điện toán mềm khác với mô hình tiền đề được gọi là mô hình điện toán cứng vì nó không hoạt động trên mô hình toán học giải quyết vấn đề.
Bây giờ, chúng ta hãy thảo luận về một số phương pháp của điện toán mềm với các ví dụ.
1. Logic mờ xử lý các vấn đề hệ thống ra quyết định và kiểm soát mà không thể chuyển đổi thành các công thức toán học cứng. Điều này về cơ bản ánh xạ các đầu vào đến đầu ra một cách hợp lý theo cách phi tuyến tính, theo cách con người thực hiện. Logic mờ được sử dụng trong hệ thống con ô tô, điều hòa không khí, máy ảnh, vân vân.
2. Mạng thần kinh nhân tạo thực hiện quá trình phân loại, khai thác dữ liệu và dự đoán và dễ dàng quản lý dữ liệu đầu vào ồn bằng cách phân loại nó thành các nhóm hoặc ánh xạ tới đầu ra dự kiến. Ví dụ, nó được sử dụng trong nhận dạng hình ảnh và ký tự, dự báo kinh doanh nơi các mẫu được học từ các tập dữ liệu và một mô hình được tạo để nhận ra các mẫu này.
3. Các thuật toán di truyền và kỹ thuật tiến hóa được sử dụng để giải quyết các vấn đề liên quan đến tối ưu hóa và thiết kế trong đó có thể nhận ra một giải pháp tối ưu nhưng không có câu trả lời đúng được xác định trước. Các ứng dụng thực tế của thuật toán di truyền sử dụng các kỹ thuật tìm kiếm heuristic là robot, thiết kế ô tô, định tuyến viễn thông được tối ưu hóa, phát minh sinh học, v.v.
Định nghĩa về tính toán cứng
Điện toán cứng là phương pháp truyền thống được sử dụng trong điện toán cần một mô hình phân tích được nêu chính xác. Nó cũng được đề xuất bởi Tiến sĩ Lotfi Zadeh trước khi tính toán mềm. Phương pháp tính toán cứng tạo ra kết quả chính xác, xác định, chính xác và xác định các hành động kiểm soát xác định bằng mô hình toán học hoặc thuật toán. Nó liên quan đến logic nhị phân và sắc nét đòi hỏi dữ liệu đầu vào chính xác theo tuần tự. Tuy nhiên, máy tính cứng không có khả năng giải quyết các vấn đề trong thế giới thực mà hành vi của chúng cực kỳ thiếu chính xác và nơi thông tin thay đổi liên tục.
Hãy lấy một ví dụ nếu chúng ta cần tìm xem hôm nay trời sẽ mưa hay không? Câu trả lời có thể là có hoặc không, có nghĩa là theo hai cách xác định có thể chúng ta có thể trả lời câu hỏi hoặc nói cách khác, câu trả lời chứa một giải pháp rõ ràng hoặc nhị phân.
Sự khác biệt chính giữa điện toán mềm và điện toán cứng
- Các mô hình điện toán mềm là khoan dung không chính xác, một phần sự thật, gần đúng. Mặt khác, điện toán cứng không hoạt động theo các nguyên tắc nêu trên; nó rất chính xác và chắc chắn
- Điện toán mềm sử dụng logic mờ và lý luận xác suất trong khi điện toán cứng dựa trên hệ thống nhị phân hoặc sắc nét.
- Điện toán cứng có các tính năng như độ chính xác và phân loại. Ngược lại, tính gần đúng và tính cách là đặc điểm của điện toán mềm.
- Cách tiếp cận điện toán mềm có tính xác suất trong khi tính toán cứng là xác định.
- Điện toán mềm có thể dễ dàng vận hành trên dữ liệu ồn ào và mơ hồ. Ngược lại, máy tính cứng chỉ có thể hoạt động trên dữ liệu đầu vào chính xác.
- Tính toán song song có thể được thực hiện trong điện toán mềm. Ngược lại, trong tính toán tuần tự tính toán cứng được thực hiện trên dữ liệu.
- Điện toán mềm có thể tạo ra kết quả gần đúng trong khi điện toán cứng tạo ra kết quả chính xác.
Phần kết luận
Phương pháp điện toán thông thường tính toán cứng có hiệu quả khi giải quyết một vấn đề xác định, nhưng khi vấn đề tăng kích thước và độ phức tạp, không gian tìm kiếm thiết kế cũng tăng lên. Điều này làm cho khó khăn để giải quyết một vấn đề không chắc chắn và không chính xác bằng máy tính cứng. Vì vậy, điện toán mềm đã nổi lên như một giải pháp cho điện toán cứng cũng mang lại rất nhiều lợi ích như tính toán nhanh, chi phí thấp, loại bỏ phần mềm được xác định trước, vân vân.
