1.一种基于概念树的高校课程体系的增量式概念计算方法,其特征在于:该方法流程包括如下步骤:Step1根据高校专业课程设置G与毕业要求M构建形式背景K:=(G,M,I)以及与其相对应的对象拓扑OT=(V,Edge)、形式背景对应的概念树Tr;设新增对象为new;G表示形式背景中所有高校专业课程设置的集合,M表示形式背景中所有毕业要求的集合;
V=G为拓扑的顶点集合,Edge为对象拓扑中边的权值集合,
其中函数f的定义为: gi,gi∈G;
所述形式背景对应的概念树Tr通过两种方法获得:
1)设原有对象集合为空,即初始形式背景为空,从无到有进行增量式概念更新,此时设原有概念树仅包含根节点即可,在此基础上进行对象加入的概念树更新;
2)已知一非空形式背景,利用全局形式概念搜索算法,获取此形式背景下的路径树,并转换为概念树,在此概念树的基础上进行增量式对象加入的概念树更新;
路径树到概念树的转换过程:将路径树的非叶子节点处所对应的路径为非概念的非叶子节点向后合并,直至最近一个构成概念节点,从而将路径树绘制成树状图,此树状图中的每个节点均为一个概念,且概念的外延为从树状图的根节点起,到达该节点的路径上经过的所有节点的对象的并,概念的内涵为该节点的前项支路上的权值;
Step2已知的形式背景K对应的对象拓扑为OT,生成概念树时使用的有序对象集合为O={gi|i∈[1,n]};设新增对象为new,加入新增对象new后的形式背景为K*,其父对象集合和子对象集合分别表示为 和 则将有序对象集合O分割为三个有序对象集合:O={Op,Oi,Oc},其中:
1)Op={g1,g2,...gp},满足 且
2)Oc={gc,gc+1,...gn},满足 且
3)Oi=O-Op-Oc;
将新增对象new加入到其父对象之后子对象之前的位置,加入新增对象后的有序集合为O′={Op,Oi,new,Oc},设某概念树搜索路径所经过节点集合为Gs,同时满足则将新增对象new加入到该概念节点下;
Step3开学初的形式背景设为空,在此基础上进行增量式概念计算,即初始状态对应生成概念树时使用的有序对象集合为 则 概念树中只包含根节点,用Φ表示;从概念树Tr的根节点开始,以深度优先搜索的顺序,遍历各个节点,设当前遍历节点为gs,对应的搜索路径记为Path,经过的对象节点集合记为Gs;
Step4若 根据新增对象new满足约束条件,并进行概念树更新,逐一加入所有新增对象new,也就是逐一加入Step1中所有高校专业课程设置的集合G,进行概念树的更新;对高校不同学期学习课程与毕业要求数据构成的形式背景进行增量式的形式概念计算;判断新增对象new满足约束条件包括如下内容:设g为概念树中的一个节点,由概念树根节点到节点g经过的路径为Path,其前项支路上的权值为β,其后项支路上的权值用α表示,new为新增对象,
1)若 则对象new不能加入到节点g下;
2)若ω=β,该路径及其所有延伸路径下的概念进行代替更新,在概念树中将对象g与对象new合并;
3)若存在一条后项支路且权值为α,满足ω=α,则将对象new与该后项支路的后端节点合并;
4)若 或 则对象new不能加入到节点g下,其中αi指从节点g开始的第i次前项支路的头部节点的其它已经过的后项支路的权值;
5)若 则将这些后项支路移动到新增对象new下;
6)其它,即 或ω与α相容或α不存在,则对象new的加入将在Path′下产生一个新的概念,将对象new加入到节点g下,Path′为由路径Path经由后项支路{g,new}到达新增对象new时产生的路径;
Step5更新全局对象概念;
Step6算法结束;
算法结束后,即可在原有概念树的基础上,获得新增对象加入后的更新概念树。
2.根据权利要求1所述的一种基于概念树的高校课程体系的增量式概念计算方法,其特征在于:在Step4中,所述概念树更新如下四种方式:
1)概念不更新,概念对应的概念树节点不发生变化;
2)概念增加更新,设在新增概念对应的路径为Path,则(Path,g)b=(gb,g),gb为路径Path下节点g的父节点,则在概念树中同路径对应的gb概念节点处,新增一个树枝连接一个节点;
3)概念代替更新,包括单一概念代替更新和后项支路及延伸支路上的所有概念代替更新两种情况;设新增概念对应的路径为Path,则(Path,g)b=(gb,g),gb为路径Path下节点g的父节点,则在概念树中同路径对应的gb概念节点处,将新增对象与对象gb合并;
4)概念删除,包括单一概念删除和后项支路及延伸支路上的所有概念删除两种情况,此时只需截断路径所在概念树中对应的树枝。