TTNT-04-NguyenLyHeuristics

8/7/2019 TTNT-04-NguyenLyHeuristics

1/35

TR TU NHN T OCc nguyn l Heuristics


2/35

N i dung trnh by2Bi ton th a mn rng bu c (ConstraintSatisfaction Problems)Bi ton t i u

Thu t gi i leo iLuy n thp

Thu t gi i di truy n


3/35

Bi ton th a mn rng bu cCho t p cc bi n V1, V2, , Vn. M i bi n Vi cth nh n cc gi tr t mi n DiM t c u hnh l m t php gn gi tr cho ccbi n V =d V =d V =d d thu c D

3

Cho t p cc rng bu c C1, C2, , Cm. Rngbu c l m t yu c u trn c u hnhC u hnh h p l l c u hnh th a mn ccrng bu c


4/35

th rng bu c4

Vi

Ci


5/35

V d - Bi ton n H u5


6/35

V d - Bi ton t mu6


7/35

Bi ton t i u haM i c u hnh h p l c hm nh gi Eval(X)Tm c u hnh h p l t i u (Eval(X) nh nh tho c l n nh t)

7

hnh t i u m khng c n quan tm n ng i


8/35

V d v bi ton t i u ho

Thi t kM ch i n

8

C r t nhi u chip c nh Cng s k t n inhng t n t khnggian hn


9/35

V d v bi ton t i u ho (tt)9


10/35

Tm ki m c c bTm ki m c u hnh h p l t t. Khng tm ki m ng i.T c u hnh hi n t i xem xt cc c u hnhln c n.

10

Khng m b o tm c c u hnh t i u.R t hi u qu .


11/35

Cc v n c a tm ki m c a bM c k t m t

c c tr aphng

11

Khng th dichuy n ra kh icc vng ph ng


12/35

Thu t gi i leo i (Thu t gi i thamn)

Leo i: C g ng t i a ho Eval(X) b ng cch dichuy n n c u hnh cao nh t trong t p dichuy n c a mnh Leo i d c ng

12

L p

Tm tr ng thi con S c a S v i Eval(S) cao nh t N u Eval(S) khng cao hn Eval(S) th

return SNg c l i S = S


13/35

V dGOAL

b c a2

81

2

25

h=8

h=5 h=4

h=0

13

START

d

pq

e

h

f

r

9 913

534

4

15

1

2

h=12

h=8

h=6

h=9

h=4

h=6h=11


14/35

Cc bi n th c a leo i

t S := tr ng thi ban u L p sau m t MAX l n c g ng no

14

Leo i ng u nhin

L y m t tr ng thi con ng u nhin S c a SN u Eval(S) cao hn Eval(S) th S= S

Cu i l pReturn S

Sau khi ch y vil n c th a n

tr ng thi ch


15/35

Cc bi n th c a leo i (tt)Leo i v i kh i t o ng u nhin nhi u l nLocal beam search:

Theo di k tr ng thi cng m t lc

15

T i m i l n l p, t t c tr ng thi con c ak tr ngthi c pht sinhN u xu t hi n tr ng thi ch th d ng l i; ng cl i ch nk tr ng thi con t t nh t t ton b danhsch v l p l i


16/35

Luy n Thp1. t X := c u hnh ban u2. t E := Eval(X)3. t i = di chuy n ng u nhin tmoveset4. t Ei := Eval(move(X,i))

16

5. i X := move(X,i)E := Ei

Ng c l i v i xc su t no ,ch p nh n di chuy n ngay c khi

m i chuy n x u hn:X := move(X,i)E := Ei

6. Quay l i 3 n khi k t thc.


17/35

Luy n Thp (tt)1. t X := c u hnh ban u2. t E := Eval(X)3. t i = di chuy n ng u nhin tmoveset4. t Ei := Eval(move(X,i))

Chng ta s ch n xcsu t ch p nh n m t dichuy n t i hn nh thno?

Xc su t = 0.1

17

5. i X := move(X,i)E := Ei

Ng c l i v i xc su t no ,ch p nh n di chuy n ngay c khi

m i chuy n x u hn:X := move(X,i)E := Ei

6. Quay l i 3 n khi k t thc.

Xc su t gi m theo th igian

Xc su texp (-(E - Ei )/Ti ): Ti l

tham s nghi t

Tng t nh qutrnh lm l nh trong

luy n thp v t l


18/35

Thu t gi i di truy n c gi i thi u b i John Holland nm 1975,

cho php th c hi n tm ki m ng u nhinM ho cc l i gi i tm nng c a bi ton b ngcc nhi m s c th

18

n g c a c c g qua cnghi c a cc nhi m s c thLu tr m t qu n th cc l i gi i ti m nng

Th c hi n cc php ton di truy n pht sinhcc c th m i ng th i p d ng ch n l c tnhin trn cc l i gi i


19/35

Thu t gi i di truy n (tt)

Pht sinhqu n th ban

u

Xc nh thch nghi c a

qu n th

Tho i uki n k tthc?

K t thc

19

Ch n l c Lai ghp

Xy d ngqu n th m i

t bi n

Xy d ng qu n th k ti p


20/35

M t s cch bi u di n gen c th gi i bi ton b ng thu t gi i di truy nta ph i gen ha c u trc d li u c a bi ton.C hai cch bi u di n gen:

1. Bi u di n gen b ng chu i s nguyn (hay th c)

20

o VD: B i to n 8 h u -> 125348672. Bi u di n gen b ng chu i nh phn

o VD: Bi ton 8 h u: dng 8 x log28 bit bi u di no Lm sao bi u di n nghi m th c b ng chu i nh phn

???o Tr l i: R i r c ho mi n tr v i m t chnh xc cho

tr c


21/35

Cc khi ni m c b n t t c a m t c th

L gi tr c a c th cho m t v n bi ton cth .V d : Trong bi ton t i u c c i m t hm f, n u

21

c n m c m ng m c a o n m cth cng t t khi lm cho gi tr hm cng l n.

xc nh c t t c a cc c th ta c n

m t hm lm vi c ny. Hm ny g i l Hmm c tiu .


22/35

Cc khi ni m c b n (tt)Hm m c tiu

Dng nh gi t t c a m t l i gi i ho c cth .Hm m c tiu nh n vo tham s l gen c a m t

22

c th v tr ra m t s th c.Ty theo gi tr c a s th c ny m ta bi t c t t c a c th .


23/35

Cc khi ni m c b n (tt) thch nghi c a cc c th (fitness)

L kh nng c th c ch n l c vo th hsau ho c l c ch n l c cho vi c lai ghp t o ra c th con .

23

V thch nghi l m t xc su t c th cch n nn ng i ta th ng nh x thch nghivo o n [0,1 ] ( thch nghi chu n)

==

N

ja jF

a iF a iF 1

)(

)()( i = 1,2N


24/35

Cc ton t c b nTon t lai ghp:

Cc c th c ch n lai ghp d a vo d avo thch nghiDng qui t c bn quay rollete:

24

Vd: cc ta c qu n th v i thch nghi chu n sau

STT C th TN chu n1 0010001 0,42 0010101 0,33 0101000 0.054 1100011 0.25


25/35

Cc ton t c b n (tt)Ton t lai ghp:

L y gi tr ng u nhin p [0,1] ch n c th laighp, c th c thch nghi cao c xc xu t l ach n nhi u hn

25

,cc nhi m s c th t i v tr ng u nhin v i xcsu t pc

Ton t lai ghp c xu h ng ko qu n th v

pha cc c th c thch nghi cao => c c b a phng


26/35

Cc ton t c b n (tt)Ton t t bi n:

Gip l i gi i c th nh y ra kh i cc c c tr aphngV i m i c th trong qu n th , th c hi n t bi n

26

v i xc su tpm t i m t v tr ng u nhin (thngth ng pm


27/35

V d : Gi i phng trnh b c hai

Xc nh kch th c qu n th :n= 4

Ch n phng php m ha nghi m:

27

Xc nh nghi m nguyn trong mi n tr : [0, 31]M ho theo chu i nh phn: s bit m ho =5

L a ch n hm thch nghi

Hm thch nghi = 1000 (X2 64), ch nnghi m c h s thch nghi ~ 1000


28/35

V d : Gi i phng trnh b c hai(tt)

Xc nh kch th c qu n th :n= 4

Ch n phng php m ha nghi m:

28

Xc nh nghi m nguyn trong mi n tr : [0, 64]M ho theo chu i nh phn: s bit m ho =5

L a ch n hm thch nghi

Hm thch nghi = 1000 (X2 64), ch nnghi m c h s thch nghi ~ 1000


29/35

V d : Gi i phng trnh b c hai (tt)

Pht sinh t p qu n th ban u

29

p n g m1 00100 42 10101 213 01010 104 11000 24


30/35


Tnh h s thch nghi (Fitness) cho qu n th

30

STT Nh phn Nghi m X2

64 H s thch nghi1 00100 4 -48 10482 10101 21 377 6233 01010 10 36 9644 11000 24 512 488


31/35


Ch n l c nghi m v lai ghpCh n nghi m 4 v 10 ti n hnh lai ghp v i xc su t

31

44 0010010000

1010 0100101010

0100100000 88

0010011010 66

c


32/35


t bi n m t c th

V i m t xc su t pm t bi n l i gi i th 4 v i v tr

32

pos= 4

0000111010 66 0011111010 1414


33/35


Tnh l i h s thch nghi cho nghi m m i v ti n hnhch n l c

33

STT Nhphn Nghi m X2

64 H s thchnghi1 00100 4 -48 10482 01010 10 36 9643 01000 8 0 10004 01110 14 132 868


34/35

i u c n n mHi u bi ton th a mn rng bu c, bi ton t i

uHi u c cc thu t gi i tm ki m c c bHi u c thu t gi i leo i, leo i ng u

34

nhinN m c cc v n c a leo iHi u c cc t ng ng sau Luy n thp

Hi u v n m c cc b c th c hi n c aGA


35/35

Th c m c35

TTNT-04-NguyenLyHeuristics

Documents

Transcript of TTNT-04-NguyenLyHeuristics