23670

Поиск решения со сменой подцелей

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

В процессе работы необходимо реализовать в среде CLIPS программу решения задачи построения башни из блоков. Вводные замечания Задача построения башни из блоков кубиков заключается в последовательном выборе из неупорядоченной кучи блоков и постановки их друг на друга. Процесс решения задачи представляет собой чередование двух фаз: выбора блока из кучи и установки его в башню. При этом больший по размерам блок не может ставиться на меньший по размерам и следовательно на каждом шаге решения задачи необходимо выбирать из кучи самый большой...

Русский

2013-08-05

33.5 KB

10 чел.

Лабораторная работа № 6

Тема: Поиск решения со сменой подцелей

Цель работы: Закрепить понимание принципов решения задач на основе продукционной модели с динамическим изменением подцелей в процессе решения. В процессе работы необходимо реализовать в среде CLIPS программу решения задачи построения башни из блоков.

Вводные замечания

Задача построения башни из блоков (кубиков) заключается в последовательном выборе из неупорядоченной кучи блоков и постановки их друг на друга. Процесс решения задачи представляет собой чередование двух фаз: выбора блока из кучи и установки его в башню. При этом больший по размерам блок не может ставиться на меньший по размерам и, следовательно, на каждом шаге решения задачи необходимо выбирать из кучи самый большой блок.

Каждый блок характеризуется размером, цветом и положением, поэтому для его описания можно использовать следующий шаблон:

(deftemplate block 

(slot size (type INTEGER))

(slot place (type SYMBOL))

(slot color (type SYMBOL))

)

Каждый блок может находиться либо в куче (heap), либо в руке (hand), когда он выбран из кучи, либо в башне (tower).

Результатом решения задачи должно быть взаимное положение блоков в башне, т. е. при выводе результата необходимо указать порядок блоков в башне по цвету. С этой целью для блоков, находящихся в башне, необходимо определить отношение, указывающее, какой блок (upper) на каком (lower) стоит:

(deftemplate on 

(slot upper (type SYMBOL))

(slot lower (type SYMBOL))

(slot place (type SYMBOL)(default heap))

)

Если блок ставится в основание башни, слоту place присваивается значение tower, а слоты upper и lower остаются неопределенными. Если блок ставится на другой блок, слотам upper и lower должны присваиваться значения цветов соответствующих блоков.

Поскольку процесс решения задачи представляет собой чередование фаз поиска в куче самого большого блока (find) и его установки в башню (build), необходимо иметь факт, определяющий текущую задачу. Его можно определить с помощью следующего шаблона:

(deftemplate goal 

(slot current-task (type SYMBOL))

)

Для решения задачи необходимы правила для:

  •  установки начального значения текущей задачи;
  •  выбора из кучи самого большого блока;
  •  установки первого блока в основание башни;
  •  установки в башню всех последующих блоков;
  •  определения окончания процесса, когда в куче нет больше блоков.

 

Правило установки начального значения текущей задачи должно активироваться исходным фактом (initial-fact) и устанавливать в качестве текущей задачи  find.

Правило выбора из кучи самого большого блока должно активироваться следующими условиями:

  •  текущая задача – find;
  •  наличие в куче блока, для которого не существует большего по размерам.

Действия правила:

  •  взять найденный блок в руку (изменить его местоположение на hand);
  •  изменить текущую задачу на build.

Правило установки блока в основание башни (первого блока) имеет следующие условия активации:

  •  текущая задача – build;
  •  имеется блок в руке;
  •  отсутствуют блоки в башне – нет блока, у которого значение слота place равно tower.

Действия правила:

  •  изменить местоположение блока в руке на tower;
  •  изменить текущую задачу на find.

Правило установки в башню последующих блоков имеет условия активации:

  •  текущая задача – build;
  •  имеется блок в руке (для него надо запомнить цвет);
  •  имеется блок в башне, на котором не стоит другой блок (для него также надо запомнить цвет);

Действия правила:

  •  модифицировать местоположение блока в руке на tower;
  •  установить факт, что новый блок находится на блоке, который был до этого верхним;
  •  изменить текущую задачу на find.

Правило определения окончания процесса должно активироваться, когда в куче больше нет блоков и удалять из рабочей памяти факт текущей задачи.

Порядок выполнения работы

1. Разработать программу на языке CLIPS, реализующую описанные выше правила, в соответствии с вариантом задания указанным в таблице (см. ниже).

Исходное состояние должно описываться конструкцией deffacts, содержащей четыре факта, соответствующих блокам в куче.

2. Вывод результатов на экран должен обеспечивать пошаговое отображение процесса построения башни.

Таблица вариантов заданий

№ варианта

Блок-1

(цвет/размер)

Блок-2

Блок-3

Блок-4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

синий/10

красный/20

желтый/15

зеленый/10

коричневый/5

красный/10

желтый/12

белый/16

черный/18

зеленый/8

коричневый/5

красный/10

желтый/14

белый/25

черный/18

синий/10

красный/5

желтый/15

красный/18

желтый/12

белый/25

черный/18

синий/14

желтый/15

зеленый/8

коричневый/15

красный/20

желтый/15

зеленый/8

коричневый/5

красный/11

желтый/12

белый/25

черный/18

синий/10

белый/10


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13882. Каталог Эссе по обществознанию 256.5 KB
  Каталог Эссе по обществознанию. Алгоритм написания эссе. Введение. В этой части работы нужно кратко чётко раскрыть актуальность проблемы а так же очертить рамки исследования освещать проблему целиком или какойнибудь её аспект Или перефразируйте...
13883. При обычном положении дел спрос на товар предшествует предложению 14.64 KB
  При обычном положении дел спрос на товар предшествует предложению. Д. Отри. Основным законом рынка является закон спроса и предложения. Спрос это поведение фактических и потенциальных покупателей обозначающее их желание приобрести товар на рынке. Спрос...
13884. Политическая партия- это союз людей, которые соединились для того, чтобы добиться нужных им всем законов 15.07 KB
  Политическая партия это союз людей которые соединились для того чтобы добиться нужных им всем законов И. Ильин Политическая партия общественная организация борющаяся за власть или за участие в осуществлении власти целью которой в конечном итоге. Является з...
13885. Плохие власти выбираются хорошими гражданами, которые не голосуют 14.97 KB
  Плохие власти выбираются хорошими гражданами которые не голосуют Д. Нейтан. Власть не легитимна если граждане не голосовали за неё не придя на выборы; мы все ответственны за то правительство которое имеем. Политическая власть – это право способность и возможн...
13886. Налоги – это цена, которую мы платим за возможность жить в цивилизованном обществе 25.5 KB
  Налоги – это цена которую мы платим за возможность жить в цивилизованном обществе О.Холмс. Платить налоги обязаны все так как это плата за возможность существовать цивилизованно. Налоги – обязательные платежи государству которые в установленном законом порядке в
13887. Назначение человека в разумной деятельности 14.79 KB
  Назначение человека в разумной деятельности. Аристотель. Жизнь человека невозможна без деятельности. Деятельность – это форма активности человека направленная на преобразование им окружающего мира. Субъектом деятельности является человек а объектом – пред...
13888. Мир достаточно велик, чтобы удовлетворить нужды любого человека, но слишком мал, чтобы удовлетворить людскую жадность 14.79 KB
  Мир достаточно велик чтобы удовлетворить нужды любого человека но слишком мал чтобы удовлетворить людскую жадность. М. Ганди. Человек удовлетворяя свои нужды часто не задумывается о необратимых последствиях. Всё что необходимо человеку он получает из окружа
13889. Максимально адекватное отношение к себе – высший уровень самооценки 14.75 KB
  Максимально адекватное отношение к себе – высший уровень самооценки А. Спиркин Эмоциональное отношение человека к самому себе или самооценка есть не что иное как явление сознания. Оно является отражением самосознания. Самосознание это психический феномен...
13890. Кто пользуется своим правом, тот не нарушает ничьего права 14.56 KB
  Кто пользуется своим правом тот не нарушает ничьего права. Принцип римского права. Закон опирается на право. Он помогает определить его смысл и границы ответственности за правонарушение. Право будучи системой общеобязательных правил поведения санкциониров...