 |
|
Целенаправленный (эвристический) поиск решения. Эвристические правила и приемы ограничения разнообразия при поиске решения.
Эффективное решение особо сложных задач, (в частности, в условиях неполной, недостаточной текущей информации), возникающих везде, где имеют дело с функционированием систем, зависящих от многих разнородных переменных, основано в большей степени на творческом мышлении ЛПР. В подобных ситуациях прибегают к нестандартным, нестрогим методам, основанным на экспериментировании, на поиске новых подходов и решений, методам, ориентированным на конструирование новых решений. В основе эксперимента лежит метод "проб и ошибок". Поиск решения на основе экспериментирования, на основе "усовершенствованного" метода "проб и ошибок" известен как эвристический (или целенаправленный) поиск решения. Специфика применения эвристических (т.е. поисковых, творческих, или нестрогих) методов в том, что они предлагают способ конструирования, или поиска решения в условиях, когда из-за сложности или недостаточности информации нельзя точно очертить границы их применения и оценить допустимые ошибки.
В основе эвристических решений лежит процедура поиска взаимосвязанных компонент решения, причем поиск начинается в условиях отсутствия соответствующего алгоритма и каких-либо сведений о существовании решения и его единственности. При этом в процессе поиска иногда производится дополнительный сбор необходимой информации.
Эвристики - это основанные на опыте: правила, стратегии, удачные приемы, упрощения или иные средства, существенно ограничивающие пространство поиска решения в сложных задачах.
Эвристические методы предполагают изучение творческой деятельности человека и проблем, связанных с изучением человеческого мышления, исследование принципов переработки информации человеком на различных этапах его деятельности при 1 решении задач различной сложности. Теория эвристических решений ставит своей целью применение ЭВМ для моделирования психических функций человека, при этом главной задачей является моделирование таких компонентов, как:
•восприятие, мышление, поведение, а также компонентов последних;
•прошлый опыт, интуиция, анализ ситуации и т.д.,
Человеку свойственно эвристическое обучение, обучение на опыте путем анализа удачных и неудачных попыток при решении конкретных задач и проблем. Большинство реальных систем, способных к обучению, разработанных к настоящему времени, ориентировано на анализ механизма приобретения информации человеком и его воспроизведении в виде компьютерной программы.
Эвристические методы основаны на обобщении индивидуального человеческого опыта решения задач, что дает возможность рассматривать область эвристики как теорию коллективного мышления. Вся история науки по существу повторяет следующую схему:
•накопление и систематизация знаний (т.е. сбор информации).
•выработка "чутья"; интуиции (или принятие решения ):
•формализация процесса, алгоритмизация (реализация решения).
Основной процесс коллективного мышления - процесс отображения частных логических и интуитивных теорий в обобщенную логическую теорию. Определение эвристики как набора правил по отображению интуитивной теории в формальную (логическую, математическую) теорию согласуется с формулировкой Г.Саймона, который назвал эвристику теорией конструирования.
Процесс решения задач человеком. Метод проб и ошибок В основу известных концепций о процессе решения задач человеком положен принцип "проб и ошибок". Обучение в процессе поиска позволяет приобретать опыт и накопление некоторых данных (неудачных попыток) и эвристических приемов, дозволяющих "управлять " перебором. Возможность обучения и Использования специальных эвристик преобразует "чистый" перебор в форму целенаправленного поиска.
Эвристический путь в процессе решения задач - это путь обеспечивающий избирательность в отношении альтернатив, которые хотелось бы рассмотреть. Суть целенаправленного поиска в генерировании разнообразия возможных шагов и Ограничении разнообразия, или отборе результатов.
Когда субъект, решающий задачу, сталкивается с группой альтернатив, анализируя ветвящиеся процессы, обычный эвристический прием состоит в выявлении с Самого начала возможных (или приемлемых) путей при помощи Относительно доступного теста.
• для решения задачи нестандартным путем необходим ниточник для создания всех возможных Последовательностей (т.е. ветвящийся процесс) и устройство, которое Отбирает промежуточные результаты.
Таким образом, целенаправленный поиск представляет собой Чередование двух основных процедур: генерирование разнообразия, т.е. выдвижение в пределах одного шага возможных путей решения проблемы (задачи) и получение промежуточных результатов; ограничение разнообразия, т.е. оценка промежуточных результатов с точки зрения их приемлемости как решения. Или, в противном случае, оценка с точки зрения их перспективности. И далее, исключение бесперспективных и переход к первому этапу (генерированию новых разнообразий).
Оценка перспективности порченных подцелей (промежуточных шагов) осуществляется за счет: а) знания законов, связывающих элементы решаемой проблемы; б) прошлого опыта; в) а также за счет построения иерархической системы решений.
Вывод о процессе решения задач человеком может быть сформулирован следующим образом:
• целенаправленный поиск является основным принципом функционирования живого организма, обеспечивающим приобретение знаний о среде. Эти приобретения осуществляются индуктивно через наблюдения и опыт, что в конечном итоге обеспечивает приспособляемость организма к среде;
• более совершенные методы познания формулируются только на основе тех знаний, которые были получены первоначально в результате целенаправленного поиска;
• иные методы познания не в состоянии полностью исключить метод целенаправленного поиска при выходе за пределы того, что может быть выделено дедуктивно из уже известного.
Направленность эвристического процесса определяют следующим образом:
1)если способ получения последующих величин из каких-либо заданных не дает результатов, то 2) ищутся новые комбинации законов (правил) или целей,
3)если это не удается , то считается, что результат не найден.
В качестве эвристик общего назначения могут быть использованы следующие факторы:
• повторяемость промежуточных результатов;
• противоречие условиям задачи;
• сложность промежуточных результатов;
• неправдоподобность промежуточных результатов.