Утверждаю

И.о. ректора университета

_______________ И.А. Рудаков

«____»____________2013 г.

Б 2.15. БАЗЫ ДАННЫХ, ЗНАНИЙ, ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ

Б 3.04. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, БАЗЫ ДАННЫХ

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ ИНФОРМИРОВАННОГО ПОИСКА

Методические указания

к выполнению лабораторной работы

для студентов очной формы обучения

по направлениям подготовки

221700 Стандартизация и метрология (бакалавр)

221400 Управление качеством (бакалавр)

Брянск 2013

УДК 658.5

Базы данных, знаний, экспертные системы. Информационное обеспечение, базы данных. Решение задач с помощью информированного поиска [Текст] + [Электронный ресурс]: методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов очной формы обучения по направлениям подготовки 221700 «Стандартизация и метрология» (бакалавр), 221400 «Управление качеством» (бакалавр). – Брянск, 2013. – 12 с.

Разработал:

С.В. Ешин, асс

Рекомендовано кафедрой «Управление качеством, стандартизация и метрология» (протокол № 3 от « 23 » ноября 2012 г.).

I. Цель лабораторной работы

Цель работы – получение студентами знаний в области основных стратегий информированного поиска, а также практических навыков решения задач методами информированного поиска.

Продолжительность лабораторной работы:

221700 Стандартизация и метрология (бакалавр) — __ часа (ов)

221400 Управление качеством (бакалавр) — __ часа (ов)

II. Общие сведения

Введение

Неинформированные стратегии поиска позволяют находить решения задач путем систематической выработки новых состояний и их проверки применительно к цели. К сожалению, в большинстве случаев эти стратегии являются чрезвычайно неэффективными, особенно в пространствах состояний больших размеров.

Эффективность поиска может повысить дополнительная информация о пространстве состояний. Однако неинформированные стратегии не могут использовать эту информацию. В связи с этим были предложены информированные стратегии поиска.

Информированный поиск — это поиск, который, кроме определения самой задачи, использует знания, относящиеся к данной конкретной предметной области.

1. Стратегии информированного поиска

Стратегии информированного поиска представляют собой улучшенный вариант стратегий неинформированного поиска. При информированном поиске развертывается узел с наименьшим значением функции оценки f(x), которая обычно измеряет расстояние до цели. Такой подход называется поиском по первому наилучшему совпадению (best first search). Информированный поиск позволяет более эффективно достигать цели (т.е. за меньшее число развертываний узлов).

Название «поиск по первому наилучшему совпадению» не совсем точно. Если бы мы действительно могли развертывать самый лучший узел первым, то не было и поиска как такового — путь к цели был бы известен. На самом деле, мы можем выбирать узел, который представляется наилучшим в соответствии с функцией оценки f(n). Если функция оценки выбрана удачно, то развертываемый узел действительно окажется наилучшим узлом, но фактически функции оценки иногда оказываются малопригодными и даже способны завести в тупик.

Существует целое семейство алгоритмов поиска по первому наилучшему совпадению с различными функциями оценки. Ключевым компонентом этих алгоритмов является эвристическая функция. Эвристическая функция h(n) — это оценка стоимости наименее дорогостоящего пути от узла n до целевого узла. Если n — целевой узел, то h(n) = 0.

Так, в задаче поиска маршрута между городами стоимость наименее дорогостоящего пути можно оценивать как расстояние по-прямой до цели. В этом случае эвристическая функция — это расстояние по прямой от узла n до целевого узла.

Эвристические функции (или эвристики) представляют собой наиболее общую форму, в которой к алгоритму поиска подключаются дополнительные знания о задаче.

Ниже рассмотрим две стратегии поиска с помощью эвристик — жадный поиск и поиск А*.