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

5515. Приметы и традиции Нового года. Мероприятие 19.41 KB
  Приметы и традиции Нового года. Цель: познакомить детей с традициями Нового года. Задачи:1)Образовательная: Рассказать детям историю нового года. 2)Развивающая: развивать у детей воображение, проверить их чтение на практике. 3)Воспитательная: воспит...
5516. Сценарии к новому году для детей 1-11 классов 1.12 MB
  Сценарии к новому году У зайчишек Новый год Новогодний праздник 2013 для начальной школы Новогоднее представление для малышей Сценарий утренника для малышей Чудеса от деда Мороза (7-8 класс) Сценарий новогоднего праздника «Новый год в кругу друзей» ...
5517. Чудеса у новогодней елки. Сценарий новогоднего праздника 110.5 KB
  Чудеса у новогодней елки Цели: поздравить детей с наступающим Новым годом , развивать у детей творческие способности, содействовать сплочению коллектива школьников. Оборудование: костюмы для действующих лиц, призы, подарки, музыкальный центр, метла,...
5518. Christmas Story. Сценарий 113 KB
  Сценарий ChristmasStory Действующие лица: Мама – Малярчук Татьяна Папа - Карачёв Иван Дети – Анна Страхова и Евгения Шуракова Санта Клаус – Андрей Русанов Сказочные эльфы: Первый эльф - Светлана Сипетина Второй эльф ...
5519. Экономика Нидерландов 127.36 KB
  Географическое положение Голландия - маленькая страна. Почти всю ее можно увидеть из окна самолета. По площади она меньше Московской области. Королевство Нидерландов занимает территорию в 41,5 тыс. кв. км, 40% которой ниже ур...
5520. Изучение нормативного метода учета затрат и калькулирования себестоимости продукции 145 KB
  Управленческий учет - процесс, происходящий внутри фирмы с использованием функций учета, планирования, контроля и оценки её деятельности, организационной работы, стимулирования и информационных связей по координированию действий. Акту...
5521. Формирование национальной культуры в эпоху колониальных поселений в Америке 537 KB
  Сегодня, говоря о Соединенных Штатах Америки, многие представляют себе современное, мощное государство с высоким уровнем жизни населения и устоявшимися демократическими институтами. Но все ли в порядке в этой стране, имеют ли граждане США...
5522. Проектирование поворотного крана на неподвижной основе с электромагнитным захватом 819.5 KB
  Цель работы - спроектировать поворотный кран на неподвижной основе с электромагнитным захватом. В настоящем курсовом проекте приведены расчёты по проектированию крана настенного и расчеты параметров электромагнитного захвата. Проект состоит из ...
5523. Физико-математические принципы построения и концептуальный анализ первичных уравнений современной полевой теории электромагнетизма 449.5 KB
  Физико-математические принципы построения и концептуальный анализ первичных уравнений современной полевой теории электромагнетизма Известно, что в теории электричества базовой физической характеристикой материального тела является его электрический...