YZM 3217 YAPAY ZEKA DERS#5: BİLGİLİ ARAMA YÖNTEMLERİ

Benzer belgeler
YZM YAPAY ZEKA DERS#4: BİLGİSİZ ARAMA YÖNTEMLERİ

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-5 Bilgili Arama Yöntemleri. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

Sezgisel-Bilgili Arama (Heuristic-Informed Search)

Arama Algoritmaları ile Gerçek Dünya Örnekleri

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-4 Bilgisiz Arama Yöntemleri. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

Örnek Arasınav Soruları Güz 2017

YZM 3217 YAPAY ZEKA DERS#3: PROBLEM ÇÖZME VE ARAMA

10.Hafta Minimum kapsayan ağaçlar Minimum spanning trees (MST)

Çizgeler (Graphs) Doç. Dr. Aybars UĞUR

VERİ YAPILARI. GRAPH LAR Düzce Üniversitesi Teknoloji Fakültesi ÖĞR.GÖR.GÜNAY TEMÜR 1

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#6: AZALT VE FETHET YÖNTEMİ

YZM 3217 YAPAY ZEKA DERS#3: PROBLEM ÇÖZME VE ARAMA

YZM 2116 Veri Yapıları

YZM YAPAY ZEKA DERS#6: REKABET ORTAMINDA ARAMA

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 2 Veri Modelleri. Mustafa Kemal Üniversitesi

Algoritmalar. Çizge Algoritmaları. Bahar 2017 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Algoritmalar. DERS 7 Dengeli Arama Ağaçları Kırmızı-siyah ağaçlar Kırmızı-siyah ağacın yüksekliği Rotation / Dönme Insertion / araya yerleştirme

DOSYA ORGANİZASYONU. Çarpışma çözümleme yöntemleri ÖZLEM AYDIN TRAKYA ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Algoritmalara Giriş 6.046J/18.401J

Azalt ve Fethet Algoritmaları

Max - Min Heap Tree (Max ve Min Yığıt Ağaçları) Veri Yapıları ve Algoritmalar 2 - Mustafa EGE Ders Notları

YZM 2116 Veri Yapıları

VERİ MADENCİLİĞİ (Karar Ağaçları ile Sınıflandırma) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

YZM 2116 Veri Yapıları

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-3 Durum Uzayında Arama. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

Algoritmalara Giriş Ekim 17, 2005 Massachusetts Institute of Technology Profesörler Erik D. Demaine ve Charles E. Leiserson Dağıtım 15.

BIL222 Veri Yapıları ve Algoritmalar

Week 9: Trees 1. TREE KAVRAMI 3. İKİLİ AĞAÇ DİZİLİMİ 4. İKİLİ ARAMA AĞACI 2. İKİLİ AĞAÇ VE SUNUMU > =

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

GRAPH LAR Düzce Üniversitesi Teknoloji Fakültesi VERİ YAPILARI. Bilgisayar Mühendisliği ÖĞR.GÖR.GÜNAY TEMÜR 1

YZM VERİ YAPILARI DERS#9: HASH FONKSİYONLARI

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Yapay Zeka. BM437, Bahar Öğretim Üyesi: Yrd. Doç. Dr. Mehmet ŞİMŞEK

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ BAHAR DÖNEMİ

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#9: AÇGÖZLÜ ALGORİTMALAR

Makine Elemanları I Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel bilgiler Toleranslar

Problem Set 1 Çözümler

OPTİMİZASYON TEKNİKLERİ. Kısıtsız Optimizasyon

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#2: ALGORİTMA ANALİZİ

Çok değişkenli fonksiyonlar. Maksimum- Minimum

EM302 Yöneylem Araştırması 2. Dr. Özgür Kabak

BIP116-H14-1 BTP104-H014-1

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

BİL-341 ALGORİTMALAR BÜYÜK O NOTASYONU AHMET ATAKAN atakanahmet@hotmail.com KIRGIZİSTAN-TÜRKİYE MANAS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

Makine Elemanları I. Toleranslar. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

İLERİ ALGORİTMA ANALİZİ TABU ARAMA ALGORİTMASI (TABU SEARCH)

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 10 Graf Veri Modeli. Mustafa Kemal Üniversitesi

Hep ileriye daha ileriye...

Genel Graf Üzerinde Mutlak 1-merkez

ALGORİTMA ANALİZİ. Cumhuriyet Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

DOSYA ORGANİZASYONU. Ağaç Yapıları ÖZLEM AYDIN TRAKYA ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ELN1002 BİLGİSAYAR PROGRAMLAMA 2

Veri ve Dosya Yapıları. Kütük Organizasyonu 1

Final Sınavı Soruları Bahar 2018

Bir algoritma aşağıdaki ğ dki özelliklere sahip komutların sonlu bir kümesidir.

Dosyalarda Farklı Yaklaşımlar. Kütük Organizasyonu 1

VERİ YAPILARI VE PROGRAMLAMA

BMB204. Veri Yapıları Ders 9. B+ Ağacı, Hash, Heap. Erdinç Uzun NKÜ Çorlu Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

SOME-Bus Mimarisi Üzerinde Mesaj Geçişi Protokolünün Başarımını Artırmaya Yönelik Bir Algoritma

ALGORİTMA ANALİZİ. Cumhuriyet Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Algoritmalara Giriş 6.046J/18.401J

İçerik: Graflar. Tanım. Gösterim. Dolaşma Algoritmaları. Yönlü ve yönsüz graflar Ağırlıklı graflar. Komşuluk Matrisi Komşuluk Listesi

Zeki Optimizasyon Teknikleri. Karınca Algoritması (Ant Algorithm)

YZM 2116 Veri Yapıları

Algoritmalar. Heap Sort. Bahar 2017 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

YZM 2116 Veri Yapıları

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 9 Ağaç Veri Modeli ve Uygulaması. Mustafa Kemal Üniversitesi

Algoritmalar. İkili Arama Ağaçları. Bahar 2016 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Veri Yapıları. Öğr.Gör.Günay TEMÜR Düzce Üniversitesi Teknolojis Fakültesi

VERİ MADENCİLİĞİ (Veri Ön İşleme-2) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

EXCEL FORMÜLLER, FONKSİYONLAR

Hep ileriye daha ileriye...

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 7 Liste ve Bağlantılı Liste. Mustafa Kemal Üniversitesi

Web Madenciliği (Web Mining)

EXCEL DE BENZETİM ÖRNEKLERİ BMÜ-422 BENZETİM VE MODELLEME

Bölüm 5. Ağaç. Olcay Taner Yıldız. O. T. Yıldız, C && Java ile Veri Yapılarına Giriş, Boğaziçi Üniversitesi Yayınevi, / 73

Kümeler arası. Küme içi. uzaklıklar. maksimize edilir. minimize edilir

Akıllı Satranç Uygulaması HAZIRLAYAN: BERKAY ATAMAN DANIŞMAN: DOÇ. DR. FEZA BUZLUCA

Rasgele Sayı Üretme. Rasgele Sayıların Özellikleri. İki önemli istaiksel özelliği var :

3.Hafta Master Teorem ve Böl-Fethet Metodu

IE 303T Sistem Benzetimi L E C T U R E 3 : O L A Y Ç I Z E L G E L E M E A L G O R I T M A S I

TEMEL İSTATİSTİKİ KAVRAMLAR YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM ÇÜTCÜ

EM302 Yöneylem Araştırması 2 Çok değişkenli DOP ların çözümü. Dr. Özgür Kabak

Kaynak Osilatörü Kullanım Kılavuzu

b) Algoritmanızın en kötü durumda işlem zamanını asimptotik olarak bulunuz

Ağaç (Tree) Veri Modeli

YZM 2116 Veri Yapıları

Esnek Hesaplamaya Giriş

BÖLÜM III: Şebeke Modelleri. Şebeke Kavramları. Şebeke Kavramları. Şebeke Kavramları. Yönlü Şebeke (Directed Network) Dal / ok

VERİ MADENCİLİĞİ (Sınıflandırma Yöntemleri) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

Algoritma Analizi. Özelliklerinin analizi Algoritmanın çalışma zamanı Hafızada kapladığı alan

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ BAHAR DÖNEMİ

Eğitim seti (training set) sınıflandırma modelinin elde edileceği kayıtları içerir

Graflar bilgi parçaları arasındaki ilişkileri gösterirler.

F(A, N, K) // A dizi; N, K integer if N<0 then return K; if A[N]>K then K = A[N]; return F(A, N-1, K);

Algoritmalar ve Karmaşıklık

Özyineleme (Recursion)

ÜÇ ÇUBUK MEKANİZMASI

Duyarlılık analizi, bir doğrusal programlama probleminde belirlenen katsayı değerlerinin

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Transkript:

YZM 3217 YPY ZEK ER#5: İLGİLİ RM YÖNTEMLERİ

Hatırlatma ilgisiz rama Yöntemleri Genişlik-öncelikli (readth-first) Eşit-maliyetli (Uniform-cost) erinlik-öncelikli (epth-first) erinlik-sınırlı (epth-limited) Yinelemeli erinleşen (Iterative deepening) İki Yönlü (i-directional) 2

ilgili rama u yöntemler, problem hakkındaki bilgiden de yararlanarak arama yaparlar unun için hedefe olan tahmini uzaklık (maliyet) kullanılır ramayı yönetmek için sezgiseller kullanılır u tahmini gerçekleyen fonksiyona ezgisel (Heuristic) fonksiyonu (h(n)) denilir 3

ilgili rama tratejileri En iyi öncelikli (est-first) ç gözlü (Greedy) * I* (Iterative eepening *) M* (implified Memory ounded *) 4

En iyi öncelikli (est-first) arama Genel yaklaşım: Her durum için, o durumun istenebilirliğini (desirability) tarif edecek bir tahmin fonksiyonu f(n) kullanılır En çok istenen ilerletilmemiş durum ilerletilir Uygulama: urumları (düğümleri) istenebilirlikleri azalacak şekilde sırala: Priority Queue Özel durumlar: ç gözlü arama (greedy search) *arama 5

ç Gözlü (Greedy) rama Hedef durumuna en yakın olduğu tahmin edilen/düşünülen durumu ilerletir Tahmin fonksiyonu f(n) = h(n) = n durumundan hedef duruma kadar olan, sezgisele göre hesaplanmış masraf Örnek: h L (n)= n şehrinden İzmir e kadar olan kuş uçuşu mesafe L: traight Line istance h(n) = 0, n hedef ise 6

Örnek: rad dan ükreş e ulaşmak 7

Greedy Çözümü 8

Greedy Çözümü 9

Greedy Çözümü 10

Greedy Çözümü 11

ç Gözlü: Özellikleri Completeness: Hayır öngülerde takılabilir: Iasi > Neamt > Iasi > Neamt > Time complexity: O(b m ) Fakat iyi bir heuristic bu zamanı çok azaltabilir pace complexity: O(b m ) eğerleri karşılaştırmak için bütün düğümleri bellekte tutar Optimality: Hayır b: dallanma faktörü m: arama ağacının max derinliği 12

* rama na Fikir: Masraflı olan yolları ilerletmekten kaçın eğerlendirme fonksiyonu: f(n) = g(n) + h(n) g(n) : n e ulaşmak için şimdiye kadarki maliyet h(n) : n den hedefe olan tahmini maliyet f(n) : n den hedefe olan yolun tahmini toplam maliyeti Teorem: * arama optimaldir 13

Örnek: rad dan ükreş e ulaşmak 14

* Çözümü 15

* Çözümü 16

* Çözümü 17

* Çözümü 18

* Çözümü 19

* Çözümü 20

Örnek-2 3 4 4 C 4 5 5 2 E 4 F 3 G h(t)= T den G ye düz yol uzaklığı 10.4 6.7 C 4 11 8.9 E 6.9 F 3 G 21

3 + 10.4 = 13.4 4 + 8.9 = 12.9 13.4 9 + 10.4 = 19.4 E 6 + 6.9 = 12.9 13.4 19.4 11 + 6.7 = 17.7 E F 10 + 3.0 = 13.0 13.4 19.4 17.7 E F UR! G 13 + 0.0 = 13.0 22

* Özellikleri Completeness: Evet öngülere girmediği için Time complexity: Kullanılan sezgisele göre değişebilir En kötü durum (worst case): Çözüm yolunun uzunluğunda eksponansiyel pace complexity: O(b m ) ütün düğümleri bellekte tutar Optimality: Evet b: dallanma faktörü m: arama ağacının max derinliği 23

Optimallik IF for tüm T: h(t) ile hedef düğüme kalan maliyetin altında paha biçilmişse (UNERestimate) THEN * optimal dir. h L (n): her zaman gerçek uzaklıktan küçük olduğundan kabul edilebilir sezgiseldir eğerinin altında paha biçilen kalan maliyeti içerir 13.4 19.4 17.7 Gerçek kalan maliyetle bu yol en az 13.4 olmalıdır E F G 13 G 24

Underestimate ile ilgili Örnek: Gerçek kalan maliyet ler 1 1 1 3 2 1 1 1 C 25 1 1 4 1 1 E G 3 2 1 34 2 1 1 1 F H 1 I 3 2 Overestimate h bir underestimate EĞİLE 1+3 2+2 1+5 1+4 F Optimal yol değil! 3+1 C G 4 25

İyileştirme: Yol silme rtık yolları at: 3 4 7 8 X at! Toplamlı uzaklık İlke: ten G ye I dan geçerek minimum maliyet = ( ten I ya minimum maliyet) + (I dan G ye minimum maliyet) 26

Eşit Maliyetli (Uniform Cost) için Hatırlatma: -Şimdiye kadarki minimum maliyetli düğümü genişlet İki Örnek: - Yol silmesiz - Yol silmeli 3 4 4 C 4 5 5 2 E 4 F 3 G 27

Eşit maliyetli arama (yol silmesiz) 3 4 4 7 8 7 8 9 6 7 8 E E 9 E 11 10 F 28

C C C C 8 9 E 11 E 12 11 10 9 E 11 E 12 E 10 F 11 10 E 11 E 12 E 10 13 F 11 10 E 11 E 12 E 13 15 F 14 F 11 10 F 29

C E 11 11 E 12 E 13 15 F 14 Hala durma! F G 13 C E 11 E 12 E 13 15 F 14 C 15 15 F G 13 E C E E 13 15 F 14 14 F 16 C UR! 15 15 F G 13 30

3 4 4 7 8 X Yol silmeli 7 E X X 9 6 7 E X X X 11 10 F 31

C E X X F 10 X X 11 E 12 C 11 E X X E X X F G 13 Genişletilen düğüm sayısı büyük ölçüde azaldı: 5 genişletme daha az => ellek gereksinimi azalır 32

Yol silmeli * 3 + 10.4 = 13.4 4 + 8.9 = 12.9 13.4 9 + 10.4 = 19.4 E 6 + 6.9 = 12.9 X 13.4 X 11 + 6.7 = 17.7 E F 10 + 3.0 = 13.0 13.4 X 17.7 E F UR! G 13 + 0.0 = 13.0 33

ezgisel Fonk. Örnek: 8-puzzle h1(n) = yerinde bulunan taşların sayısı h1(n) = 4 Hedef h2(n) = yerinde bulunmayan taşların sayısı h2(n) = 4 34

ezgisel Fonk. Örnek: 8-puzzle h3(n) = taşların hedefteki yerlerine uzaklıkları toplamı (yatay ve dikey hane toplamları) u uzaklıklara Manhattan uzaklığı da denir h3(n) = 1 + 1 + 2 + 2 = 6 35

Kabul edilebilir sezgiseller 36

İlerleyen erinleştirmeli * (I*) * genişlik önceye benzer : Genişliönce d = 1 d = 2 d = 3 d = 4 erinlik-katmanları ile açar * f1 f2 f3 f4 F-konturlarla açar I* : Yinelemeli erinleştirmeye benzer bir fikri kullanır 37

I* Her f- konturda derinlik önce f1 f2 f3 f4 F-sınırına limitlenmiş derinlik önce aramasını yürüt. Hedef bulunmuşsa: TMM. eğilse: f-sınırını arttır ve tekrar başla. F-sınırları nasıl belirlenmeli? - başlangıçta: f() sezgisele göre belirle 1. tüm ardılları (succ) üret 2. minimal f(succ) > f() ise kaydet 3. f() in yerine minimal f(succ) ile devam et (1 e dön) 38

Örnek f-limitli, f-sınır = 100 f=100 f-yeni = 120 f=120 f=130 C f=120 f=140 G f=125 E f=140 F f=125 39

Örnek f-limitli, f-sınır = 120 f-yeni = 125 f=100 f=120 f=130 C f=120 f=140 G f=125 E f=140 F f=125 40

Örnek f-limitli, f-sınır = 125 f=100 f=120 f=130 C f=120 f=140 G f=125 E f=140 F f=125 ŞRI 41

I* Özellikleri Yinelemeli derinleşen ile aynı mantığa dayanır Tam ve Optimal Completeness: Evet Optimality: Evet Time complexity: O(b d ) pace complexity: O(b d) b: dallanma faktörü d: en düşük maliyetli çözümün derinliği 42

asitleştirilmiş Hafıza-sınırlı * M*: implified Memory ounded * (15) 13 15 13 C 18 adece 3 düğümlük hafıza Eğer hafıza dolu ise ve yeni bir ekstra düğüm (C) üretmek zorundaysak : En yüksek f-değerlikli yaprağı Kuyruktan kaldır(). Her ata düğümünde en iyi unutulan çocuğun f-değerini hatırla ( te15). 43

Tek tek çocukları üretme 13 ir düğümü açarken () herhangi bir zamanda sadece bir çocuğunu kuyruğa ekle. oldan-sağa yı kullanırız Önce sonra yi ekle Hafıza taşmasından kaçın ve başka bir düğümü silip silmeyeceğimizi gözle 44

Çok uzun yol: vazgeç 13 13 Genişletilen bir düğüm hafızadan daha uzun bir yol üretiyorsa : u yoldan vazgeç (C). Çünkü daha az maliyetli bir opsiyon mevcut 18 C adece 3 düğümlük hafıza üğümün (C) f-değerini yap (burdan bir yol bulamayacağımızı hatırlamak için) 45

F-değerlerini ayarla 15 13 15 24 ir n düğümünün tüm m çocukları gezilmişse ve tüm m için : f(m) f(n) o zaman güncelle: f(n) = min { f(m) } f() için daha iyi tahmin Yol boyunca n in çocuklarından birisinin üzerinden gitmesi gerektiği için! 46

M*: bir örnek 0+12=12 10 8 10+5=15 8+5=13 10 8 16 10 20+5=25 C G1 20+0=20 16+2=18 G2 24+0=24 10 10 8 8 30+5=35 30+0=30 24+0=24 24+5=29 E G3 G4 F 12 12 1213 13 (15) 15 15 13 15 13 18 47

13 (15) 13 0+12=12 10 8 10+5=15 8+5=13 10 8 16 10 20+5=25 C G1 20+0=20 16+2=18 G2 24+0=24 10 10 8 8 30+5=35 30+0=30 24+0=24 24+5=29 E G3 G4 F 15 13(15) 15 (15) 15 (24) 20 15 (24) 24( ) 13 15 ( ) 24 15 24 20 15 ( ) G2 24 G2 24 C 25 C G1 20 48

M* Özellikleri Completeness: Evet En kısa yolu depolamaya izin verecek yeterli hafıza varsa Optimality: Evet En iyi yolu depolamaya yetecek hafıza varsa eğilse: hafızaya uyan en iyi yolu geri gönderir Time complexity: Tüm ağacı depolayacak yeterli hafıza varsa * daki gibidir pace complexity: Varolan tüm hafızayı kullanır b: dallanma faktörü d: en düşük maliyetli çözümün derinliği 49

ONUÇ: ilgisiz ve ilgili rama ilgisiz arama algoritmaları, düğümlerin amaca uzaklığı hakkında bir bilgiye sahip değildirler. Eğer belirli sayıda düğüm varsa, uygun çözüm bulunabilir ilgili arama yaklaşımlarında, amaca olan tahmini uzaklık kullanılır. maca yakın olan düğümler ilk önce açılır. Çözümün bulunması garanti değildir. u yöntemlerin başarılı olmasında doğru değerlendirme fonksiyonunun seçilmesi önemli rol oynar 50