2009 вес ИИС /ИТ (СИИ /ПО, АСОИУ) 30

ТЕМА ИИ – 5 . ПОИСК

Лекции ИИ – 5.1-5.2 /2009

ПОИСК-1

Общие понятия и принципы поиск. Поиск решений в

одном пространстве

Для АСОИУ и БИО - весна 2009 – сокр вар-т

ТЕМА ИИ- 5. " ПОИСК"

МЕТОДЫ ПОИСКА РЕШЕНИЙ В ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМАХ

ПОИСК -1 Лекции ИИ - 5.1- 5.2а/2009

Попов/с. 122-150, Рафаэл/с.83-117, Абдикеев

Общие понятия и принципы поиска. Поиск решений в одном пространстве

ПЛАН

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОИСКА

2. ПОИСК РЕШЕНИЙ В ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИЙ

(основной принцип)

3.ПОИСК В ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИЙ, ПРЕДСТАВЛЕННОМ

В ВИДЕ ГРАФА

3.1. Принцип поиска на графе

3.2. Поиск в пространстве, представленном в виде дерева

3.2.2. ПОДХОДЫ К ПОИСКУ ПУТИ В ДЕРЕВЕ

3.2.3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА ПУТИ НА ДЕРЕВЕ

ОСНОВНОЙ ПОИСК

1. МЕТОДЫ "СЛЕПОГО" ПОИСКА

А. Поиск в глубину

Б. Поиск в ширину

В. Метод постепенного углубления -

Г. Недетерминированный поиск

2. «ИНФОРМИРОВАННЫЙ» ПОИСК (при использовании

дополнительных знаний)

- МЕТОД НАИСКОРЕЙШЕГО ПОДЪЕМА

Лекции ИИ 5.1- 5.2/2009

Общие понятия и принципы поиска. Поиск решений в одном пространстве

1. Общие понятия и принципы поиска

В ЭС используется два основных принципа получения решений: логический вывод и поиск.

Логический вывод рассмотрен ранее.

Принцип поиска:

генерируется множество абстрактных объектов (символов, точек, чисел, последовательностей и т.п.), такое, что решения поставленной задачи либо являются некоторыми элементами данного множества, либо могут быть получены с помощью модификации элементов этого множества (путем применения к ним определенных операций).

Затем над элементами этого множества выполняются определенные операции до тех пор, пока не будут найдены или получены элементы, являющиеся решениями данной задачи.

Указанное множествоназываютМНОЖЕСТВОМ или ПРОСТРАНСТВОМ ПОИСКА РЕШЕНИЙ.

В общем виде задача поиска формулируется следующим образом:

"На заданном множестве X = {x} найти элемент (или элементы) x^', удовлетворяющие совокупности заданных условий K(x^'), в предположении, что множество X является конечным и дискретным"

Новорусс/.189

Обычно задается СТРУКТУРА множества X, т.е. связи и отношения между его элементами и ОПЕРАЦИИ, разрешенные над этими элементами (а не только элементы данного множества), т.е. задается ПРОСТРАНСТВО поиска решений X.

На сложность процесса поиска оказывают существенное влияние:

- предметная область, в которой решается задача,

-формализованное представление предметной области,

- требования пользователя.

От предметной области зависят следующие параметры:

(1) размер ПРОСТРАНСТВА поиска решений;

(2) изменяемость параметров поиска, вызванная изменяемостью предметной области (во времени и в пространстве) – существуют статические и динамические области;

(3) полнота и адекватность модели, описывающей область;

(4)определенность данных о решаемой задаче (степень точности и полноты данных).

Требования пользователя определяют такие параметры, как:

(1) количество решений - одно решение, несколько, все;

(2) свойства результата - ограничения, которым должен удовлетворять результат или способ его получения (время решения, объем памяти, обязательность (невозможность) использования каких-либо знаний и т.п.

Пример.

Для системы, выдающей рекомендации по лечению больных, может быть задано требование не использовать некоторые лекарства (напр., в виду их недоступности).

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПОИСКА

Рафаэл/с. 82-87

1. Правильно задать пространство поиска -

- так, чтобы оно наверняка содержало решение.

Для многих проблем (включая математические, общественные, экономические, социальные, политические), возможно, и не существует решения и нет строгих доказательств, того, что определенное пространство поиска содержит (или не содержит) решение.

2. Максимально ограничить пространство поиска, используя знания о задаче и сохраняя уверенность, что это пространство содержит решение.

3. Структурировать пространство поиска

Надо построить структуру пространства поиска, т.е. расположить его элементы так, чтобы при их исследовании

(1) один и тот же элемент не попадал в поле зрения несколько раз,

(2) не были пропущены нужные элементы.

4. Поиск должен быть систематизированным и направленным.

Процесс поиска не должен превращаться в слепой перебор элементов поискового пространства, пока один из них не окажется решением (как в случае применения АБМ). Последовательность предполагаемых решений должна выбираться не случайно, а некоторым разумным образом (напр, так, что бы проверка каждого элемента помогала в выборе последующих элементов; метод последовательного деления интервала поиска пополам).

Для этого надо использовать знания о задаче.

Решение задач методом поиска основано на двух ключевых моментах:

1. Использование формальных приемов и правил, основанных на свойствах того способа, с помощью которого описано пространство поиска (напр., графы, семантические сети и др.), т.е. построение структурированного пространства поиска и разработка формальных процедур поиска в этом пространстве.

2. Использование сведений из предметной области, к которой относится задача, т.е. знаний о задаче (ограничения, накладываемые постановкой задачи, соображения о выборе наиболее перспективных ветвей поиска, вытекающие из содержания задачи и т.д.)

При этом формальный поиск в структурированном пространстве и неформальное использование знаний из предметной области, к которой относится задача, тесно связаны, и в процессе решения задачи приходиться переключаться с одного на другое.