PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC “Tìm hiểu và ứng dụng giải thuật Heuristic trong một số bài toán” HV : Bùi Duy Linh Lớp : CHK7 1 Thuật ngữ Heuristic xuất phát từ tiếng Hy Lạp là ″heuriskein″ có nghĩa là ″tìm kiếm″ hoặc ″phát minh″. Chắc chắn chúng ta vẫn còn nhớ câu chuyện về nhà bác học Archimedes. Khi phát hiện ra định luật về trọng lượng riêng, ông đã trần truồng chạy ra đường và kêu lớn ″tôi tìm ra rồi″. Thực ra, lúc đó ông đã kêu lên ″heureka″, về sau này người ta đổi từ này thành ″eureka″. . I. Giới thiệu về thuật toán Heuristic 2 II.Ứng dụng Heuristic trong một số bài toán 1. Bài toán người đưa thư 1. Mô tả bài toán 2. Cài đặt 3. Kết luận 2. Bài toán tô màu cho đồ thị 1. Mô tả bài toán 2. Cài đặt thuật toán 3 1. Bài toán người đưa thư 1. Giới thiệu : Bài toán: Để tiết kiệm thời gian đi đưa thư trong một địa phương. Người đưa thư phải đi qua tất cả các điểm cần phát thư rồi trở về vị trí ban đầu với đường đi ngắn nhất. Bài toán có thể phát biểu lại như sau: Giả sử có một đồ thị có trọng số dương, tìm đường đi ngắn nhất qua tất cả các đỉnh của đồ thị rồi trở về đỉnh ban đầu. 4 Cài đặt chương trình 5 Nhận xét về giải thuật Ưu điểm: Thuật giải Heuristic cho bài toán người đưa thư có độ phức tạp O(n 2 ) tốt hơn rất nhiều so với thuật toán tối ưu ( có độ phức tạp O( n!) ). - Nhược điểm: thuật giải có những hạn chế, chưa cho ra lời giải chính xác. 6 Kết Luận -> Kết luận: Thuật giải Heuristic cho bài toán người đưa thư tuy chưa đưa ra được lời giải chính xác cho bài toán, nhưng nó cho ra một lời giải có thể chấp nhận được với độ phức tạp thấp hơn nhiều so với thuật toán tối ưu. 7 2. Bài toán tô màu đồ thị Giả sử G = là một đồ thị không định hướng. Yêu cầu tô màu cho tất cả các đỉnh của G sao cho hai đỉnh được nối bằng một cung thì phải có hai màu khác nhau 8 Cài đặt thuật toán Có thể thấy rằng bài toán tô màu này sao cho số màu được dùng là ít nhất là một bài toán NP-đầy đủ. Lúc này, ta tìm một lời giải tốt có thể chấp nhận được theo một thuật toán heuristic như sau: Ban đầu chọn một màu và một đỉnh xuất phát. Ta tô màu đỉnh này và tất cả các đỉnh khác có thể tô được mà vẫn thoả mãn điều kiện của bài toán. Chúng ta chọn màu mới và một đỉnh xuất phát mới (chưa được tô), ta tô đỉnh này và tất cả các đỉnh khác (còn chưa được tô) có thể tô được bằng màu thứ hai, và cứ như vậy…cho đến khi tô hết các đỉnh của G thì thôi 9 Cài đặt thuật toán Dữ liệu vào : file INPUT.TXT chứa 8 số nguyên dương trong dòng đầu tiên mô tả trạng thái đích. Dữ liệu ra : trong dòng đầu tiên của file OUTPUT.TXT chứa một số L là số lượng phép biến đổi của dãy các phép biến đổi tìm được. Trong L dòng tiếp theo phải ghi dãy tên các phép biến đổi cơ bản theo trình tự thực hiện, mỗi tên ghi ở vị trí đầu tiên của mỗi dòng 10 [...]...Kết luận Thuật toán Heuristic tuy có nhiều điểm mạnh nổi bật, nhưng trong một vài lĩnh vực nghiên cứu nào đó thì các phương pháp Heuristic còn bộc lộ những điểm yếu nhất định, vì vậy chúng ta phải tìm hiểu kỹ thuật toán để có thể áp dụng vào từng trường hợp cụ thể nhằm thu được kết quả tốt nhất 11 . HỌC TRONG TIN HỌC Tìm hiểu và ứng dụng giải thuật Heuristic trong một số bài toán HV : Bùi Duy Linh Lớp : CHK7 1 Thuật ngữ Heuristic xuất phát từ tiếng Hy Lạp là ″heuriskein″ có nghĩa là tìm. Heuristic trong một số bài toán 1. Bài toán người đưa thư 1. Mô tả bài toán 2. Cài đặt 3. Kết luận 2. Bài toán tô màu cho đồ thị 1. Mô tả bài toán 2. Cài đặt thuật toán 3 1. Bài toán người đưa thư 1 đặt thuật toán Có thể thấy rằng bài toán tô màu này sao cho số màu được dùng là ít nhất là một bài toán NP-đầy đủ. Lúc này, ta tìm một lời giải tốt có thể chấp nhận được theo một thuật toán heuristic