STRATEGIJE PRETRAGE U SISTEMIMA VI

1. STRATEGIJE PRETRAGE U SISTEMIMA VI • Pojam strategija pretrage • Svojstva strategija pretrage • Neinformativne i informativne strategije • Heurističke 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 pamćenja već oprobanih nizova pravila i GB indukovanih njihovom primenom. • U većini 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 heurističkim.

5. OSNOVNI POJMOVI O GRAFOVIMA • Graf se sastoji od čvorova i grana koje ih spajaju. • Grane mogu biti usmerene (digraf – usmereni graf) ili neusmerene (neusmereni graf) • Ako od čvora ni postoji direktna grana ka čvoru nk, tada se ni naziva roditeljski čvor, a nknaslednik čvora ni. • Stablo (drvo) je graf u kome svaki čvor ima samo jednog roditelja • Koren je jedinstven čvor u stablu koji nema roditelja nj ni

6. List (krajnji čvor) – čvorovi u stablu koji nemaju naslednike • Dubina čvora u stablu je jednaka dubini roditeljskog čvora uvećane za jedan, pri čemu je dubina korena jednaka 0. Koren, d=0 List, d=3 List, d=2

7. Put dužine k od čvora ni1 do čvora nik je niz čvorova ni1, ni2,...., nik, gde je svaki čvor nij naslednik čvora ni(i-1), j=2,3,...,k • Ako postoji put od čvora ni do čvora 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 početnog 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 početnog do ciljnog skupa čvorova. • Za velike grafove pretrage, ove strukture se ne zadaju eksplicitno, već implicitno pomoću : početnog čvora, skupa pravila i tzv. operatora formiranja naslednika. • Primenom operatora otkrivanja na dati čvor generišu se svi njegovi naslednici. U tom slučaju kažemo da je dati čvor otkriven. • Svaka strategija u ovakvoj formulaciji, indukuje (otkriva) implicitno zadati grafkoji sadrži ciljni čvor.

9. GRAFOVI PRETRAGE • Čvor je struktura podataka koja čini sastavni deo stabla pretrage • Stanjeje prezentacije sveta koji odgovara zadatku • Roditeljski čvor: čvor koji generiše dati čvor • Akcija: akcija koja se primenjuje na roditelje u cilju generisanja naslednika • Cena puta: g(n) = cena puta od počernog do datog čvora • Dubina: broj koraka duž puta pretrage počev od startnog čvora • Stanje: stanje koje je korespondirano datom čvoru

10. EVALUACIJA STRATEGIJA • Strategija definiše redosled otvaranja čvorova 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 čvorova • Prostorna kompleksnost: Koliko je memorije ptrebno za potrebe pretrage • Maksimalan broj memorisanih čvorova • Vremenska i prostorna kompleksnost se izražavaju u funkciji od: • b: faktor grananja (branching factor) – maksimalan broj naslednika bilo kog čvora • d: dubina najplićeg ciljnog čvora • 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) • Ograničena pretraga u dubinu (Depth-limited search) • Iterativno produbljavanje (Iterative deepening search) • Dvostrana pretraga (Bidirectional search)

12. PRETRAGA U ŠIRINU

13. PRETRAGA U DUBINU

16. 2 1 2 1 2 5 4 5 2 5 4 5 2 1 2 1 4 5 2 5 4 5 Uniform-cost search • Otvara se čvor sa najmanjom težinom puta • Ekvivalentan BFS ako su cene svih poteza jednake 2 2 2 1 1 2 5 4 5 2 5 4 5 1 2 2 1 4 2 5 4 5 5

17. OGRANIČENA PRETRAGA U DUBINU • Čvorovi sa dubinom l nemaju naslednike • Ekvivalentna sa DFS ograničene 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 l=l

20. ITERATIVNO PRODUBLJAVANJE granica l=2

21. ITERATIVNO PRODUBLJAVANJE granica l=3

22. DVOSTRANA PRETRAGA • Dve istovremene pretrage • Jedna unapred od startnog do ciljnog čvora i druga unazad od ciljnog ka startnom čvoru • Zaustavlja se susretom ovae dve pretrage

23. POREDJENJE NEINFORMATIVNIH PRETRAGA b: Faktor grananja (branching factor) d: dubina najplićeg rešenja m: maksimalna dubina stabla pretrage l: granica dubine 1. Kompletna ako jebkonačno 2. Kompletna ako su cene poteza pozitivne 3. Optimalna ako su cene svih poteza jednake 4. Ako oba smera pretrage koriste pretragu u širinu