STRATEGIJE PRETRAGE U SISTEMIMA VI

1
STRATEGIJE PRETRAGE U SISTEMIMA VI

• Pojam strategija pretrage
• Svojstva strategija pretrage
• Neinformativne i informativne strategije
• Heuristicke funkcije ocene
• A i A pretrage
• Pokazatelji efikasnosti strategija pretraga

2
POJAM STRATEGIJA PRETRAGA

• Strategije upravljanja u sistemima produkcije se
  odnose na pravila izdvajanja i pamcenja vec
  oprobanih nizova pravila i GB indukovanih
  njihovom primenom.
• U vecini sistema VI informacije dostupne
  strategiji upravljanja nisu dovoljne da se na
  svakom koraku rada produkcionog sistema izabere
  najbolje parvilo.
• Stoga se rad sistema produkcije može
  okarakterisati i kao proces pretrage u kome se
  pravila ispituju sve dok se ne otkrije da neki
  njihov niz indukuje GB koja zadovoljava
  terminalni uslov.
• Efikasne strategije upravljanja zahtevaju
  dovoljno informacija o prirodi rešavanog
  problema. Ove informacije se nazivaji
  heuristickim.

3
(No Transcript)
4
(No Transcript)
5
OSNOVNI POJMOVI O GRAFOVIMA

• Graf se sastoji od cvorova i grana koje ih
  spajaju.
• Grane mogu biti usmerene (digraf usmereni graf)
  ili neusmerene (neusmereni graf)
• Ako od cvora ni postoji direktna grana ka cvoru
  nk, tada se ni naziva roditeljski cvor, a nk
  naslednik cvora ni.
• Stablo (drvo) je graf u kome svaki cvor ima samo
  jednog roditelja
• Koren je jedinstven cvor u stablu koji nema
  roditelja

nj
ni
6

• List (krajnji cvor) cvorovi u stablu koji
  nemaju naslednike
• Dubina cvora u stablu je jednaka dubini
  roditeljskog cvora uvecane za jedan, pri cemu je
  dubina korena jednaka 0.

Koren, d0
List, d3
List, d2
7

• Put dužine k od cvora ni1 do cvora nik je niz
  cvorova
• ni1, ni2,...., nik,
• gde je svaki cvor nij naslednik cvora ni(i-1),
  j2,3,...,k
• Ako postoji put od cvora ni do cvora nj kažemo da
  je nj dohvatljiv (dostižan) iz ni. Ujedno je nj
  potomak od ni, a ni je predak od nj.

ni1
nik
ni3
ni2
8

• Zadatak nalaženja niza pravila koji transformišu
  GB od pocetnog do terminalnog stanja je
  ekvivalentno nalaženju jednog puta na grafu
  pretrage.
• Cena primene pravila se može izraziti uvodjenjem
  težina grana.
• Stoga se nalaženje najefikasnijih (optimalnih)
  strategija svodi na nalaženje puta najmanje
  težine od pocetnog do ciljnog skupa cvorova.
• Za velike grafove pretrage, ove strukture se ne
  zadaju eksplicitno, vec implicitno pomocu
  pocetnog cvora, skupa pravila i tzv. operatora
  formiranja naslednika.
• Primenom operatora otkrivanja na dati cvor
  generišu se svi njegovi naslednici. U tom slucaju
  kažemo da je dati cvor otkriven.
• Svaka strategija u ovakvoj formulaciji, indukuje
  (otkriva) implicitno zadati graf koji sadrži
  ciljni cvor.

9
GRAFOVI PRETRAGE

• Cvor je struktura podataka koja cini sastavni
  deo stabla pretrage
• Stanje je prezentacije sveta koji odgovara
  zadatku

• Roditeljski cvor cvor koji generiše dati cvor
• Akcija akcija koja se primenjuje na roditelje u
  cilju generisanja naslednika
• Cena puta g(n) cena puta od pocernog do datog
  cvora
• Dubina broj koraka duž puta pretrage pocev od
  startnog cvora
• Stanje stanje koje je korespondirano datom cvoru

10
EVALUACIJA STRATEGIJA
Strategija definiše redosled otvaranja cvorova
pretrage Strategije se karakterišu preko 4
pokazatelja Kompletenost Da li uvek nalazi
rešenje, ako ono postoji? Optimalnost Da li
nalazi rešenje koje ima najmanju težinu
? Vremenska komoleksnost Koliko je vremena
potrebno za pronalašenje rešenja. Izražava se
brojem generisanih-otvorenih cvorova Prostorna
kompleksnost Koliko je memorije ptrebno za
potrebe pretrage Maksimalan broj memorisanih
cvorova Vremenska i prostorna kompleksnost se
izražavaju u funkciji od b faktor grananja
(branching factor) maksimalan broj naslednika
bilo kog cvora d dubina najpliceg ciljnog
cvora m maksimalna dužina proizvoljnog puta na
grafu pretrage Ukupna cena cena pretrage
cena puta
11
NEINFORMATIVNE STRATEGIJE

• Neinformativne strategije koriste samo
  informaciju dostupnu kroz definiciju problema
• Pretraga u širinu (Breadth-first search)
• Pretaga sa uniformnom cenom (Uniform-cost search)
• Pretraga u dubinu (Depth-first search)
• Ogranicena pretraga u dubinu (Depth-limited
  search)
• Iterativno produbljavanje (Iterative deepening
  search)
• Dvostrana pretraga (Bidirectional search)

12
PRETRAGA U ŠIRINU
13
PRETRAGA U DUBINU
14
(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
Uniform-cost search

• Otvara se cvor sa najmanjom težinom puta
• Ekvivalentan BFS ako su cene svih poteza jednake

2
2
2
1
1
2
5
4
2
5
5
5
4
1
2
1
2
4
5
5
4
2
5
17
OGRANICENA PRETRAGA U DUBINU

• Cvorovi sa dubinom l nemaju naslednike
• Ekvivalentna sa DFS ogranicene na dubinu l

18
ITERATIVNO PRODUBLJAVANJE

• Iterativno produbljivanje pretrage u širinu
• Kombinuje dobra svojstva pretrage u širinu i
  pretrage u dubinu

19
ITERATIVNO PRODUBLJAVANJE
granica ll
20
ITERATIVNO PRODUBLJAVANJE
granica l2
21
ITERATIVNO PRODUBLJAVANJE
granica l3
22
DVOSTRANA PRETRAGA

• Dve istovremene pretrage
• Jedna unapred od startnog do ciljnog cvora i
  druga unazad od ciljnog ka startnom cvoru
• Zaustavlja se susretom ovae dve pretrage

23
POREDJENJE NEINFORMATIVNIH PRETRAGA
Kriterijum Breadth-First Uniform-Cost Depth-First Depth-Limited Iterative Deepening Bidirectional
Komplet? Optimal? Vreme Prostor
1. Kompletna ako je b konacno 2. Kompletna ako su
cene poteza pozitivne 3. Optimalna ako su cene
svih poteza jednake 4. Ako oba smera pretrage
koriste pretragu u širinu
b Faktor grananja (branching factor) d
dubina najpliceg rešenja m maksimalna dubina
stabla pretrage l granica dubine