Stratégies Informées en Recherche Heuristique
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Questions and Answers

Les stratégies informées utilisent un ensemble de règles pour évaluer la probabilité qu'un chemin soit meilleur que les autres.

True (A)

Les heuristiques permettent d'estimer le coût des divers chemins avant de les parcourir.

True (A)

Quel est le but des algorithmes de recherche heuristique?

Le but des algorithmes de recherche heuristique est d'utiliser des fonctions heuristiques pour améliorer le processus de recherche.

La recherche gloutonne est une stratégie qui tient compte du chemin parcouru jusque-là.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Donnez un exemple de mesure d'utilité utilisée dans la recherche gloutonne.

<p>Un exemple de mesure d'utilité utilisée dans la recherche gloutonne est la distance à vol d'oiseau.</p> Signup and view all the answers

La recherche gloutonne est toujours optimale.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'algorithme A* est une amélioration de la recherche gloutonne.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Expliquez la formule f(n) = g(n) + h(n) utilisée dans l'algorithme A*

<p>Dans cette formule, g(n) représente le coût de l'état initial jusqu'à n, h(n) est l'heuristique estimant le coût de n à l'état final, et f(n) est une fonction pour prioriser les états.</p> Signup and view all the answers

Une heuristique est admissible si elle sous-estime le coût réel pour atteindre l'état final.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Une heuristique admissible permet toujours de trouver la solution optimale.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'algorithme A* est un algorithme de recherche aveugle.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'heuristique h1(n) pour le taquin compte le nombre de pièces mal placées.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'heuristique h2(n) pour le taquin calcule la somme des distances entre chaque pièce et sa position finale.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Stratégies informées

Ces stratégies utilisent des règles pour évaluer la probabilité qu'un chemin vers la solution soit meilleur que les autres.

Fonction heuristique

Fonction utilisée dans les algorithmes heuristiques pour estimer le coût d'un état donné.

Choisir le nœud à développer

L'algorithme choisit le nœud le plus prometteur pour le développer en se basant sur l'heuristique.

Déterminer les successeurs à engendrer

L'heuristique aide à déterminer quels opérateurs appliquer pour générer les successeurs d'un nœud.

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Décider des nœuds à ignorer

L'heuristique permet de décider quels nœuds ignorer, réduisant ainsi le temps de recherche.

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Heuristique et optimisation

L'heuristique fournit une solution réalisable rapidement, mais pas nécessairement optimale, pour un problème complexe.

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Algorithmes gloutons

Algorithmes qui cherchent la meilleure solution à chaque étape, sans tenir compte du chemin parcouru.

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Algorithme A*

Algorithme qui combine l'heuristique avec le coût du chemin déjà parcouru.

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Mesure d'utilité dans la recherche gloutonne

La mesure d'utilité de l'algorithme glouton ne dépend que de l'état actuel, pas du chemin.

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Exemple d'heuristique gloutonne: distance à vol d'oiseau

Exemple de mesure d'utilité en recherche gloutonne : la distance à vol d'oiseau entre deux villes.

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Incomplétude de la recherche gloutonne

L'algorithme glouton peut être incomplet car il peut créer des boucles.

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Complexité en temps de la recherche gloutonne

La complexité en temps de la recherche gloutonne est exponentielle en fonction du nombre d'états.

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Complexité en espace de la recherche gloutonne

La complexité en espace de la recherche gloutonne est exponentielle en fonction du nombre d'états.

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Non-optimalité de la recherche gloutonne

La solution trouvée par la recherche gloutonne n'est pas nécessairement optimale.

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Problème des pièces de monnaie

Exemple de problème d'optimisation : trouver la meilleure combinaison de pièces pour un montant donné.

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Stratégie gloutonne pour les pièces de monnaie

La stratégie gloutonne consiste à choisir la pièce de plus grande valeur possible à chaque étape.

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Exemple de solution optimale pour les pièces de monnaie

La solution optimale pour rendre 26 unités avec des pièces de 1, 2, 5, 10, 20 est 1 pièce de 20, 1 pièce de 5 et 1 pièce de 1.

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Exemple de problème des pièces avec solution non optimale

Illustration du comportement de la recherche gloutonne : ne trouve pas toujours la solution optimale.

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Admissibilité de l'heuristique A*

L'heuristique A* est admissible si l'estimation du coût est toujours inférieure ou égale au coût réel.

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Complétude de l'algorithme A*

L'algorithme A* est complet, ce qui signifie qu'il trouvera toujours une solution si elle existe.

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Complexité en temps de l'algorithme A*

La complexité en temps de l'algorithme A* est exponentielle en fonction du nombre d'états.

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Complexité en espace de l'algorithme A*

La complexité en espace de l'algorithme A* est exponentielle en fonction du nombre d'états.

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Optimalité de l'algorithme A*

L'algorithme A* est optimal, ce qui signifie qu'il trouvera toujours la solution la moins coûteuse si elle existe.

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Heuristique h1 pour le taquin

Exemple d'heuristique utilisée pour le jeu du taquin, qui compte le nombre de pièces mal placées.

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Heuristique h2 pour le taquin

Exemple d'heuristique pour le taquin, qui calcule la somme des distances de chaque pièce à sa position finale.

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Heuristique h3 pour le taquin

Exemple d'heuristique pour le taquin, qui combine h2 avec un score basé sur la position des pièces sur les bords et au centre.

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Coût des algorithmes de recherche aveugle

Les algorithmes de recherche aveugle peuvent être très coûteux en temps et en espace.

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Avantages des algorithmes heuristiques

Les algorithmes heuristiques permettent de réduire le temps de recherche en éliminant les branches non prometteuses.

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Study Notes

Stratégies Informées

  • Ces stratégies utilisent un ensemble de règles pour évaluer la probabilité qu'un chemin soit meilleur que les autres, partant d'un nœud courant vers un nœud solution.
  • Elles permettent d'estimer le coût de différents chemins avant leur exploration, améliorant ainsi le processus de recherche.
  • Les algorithmes de recherche heuristique emploient des fonctions heuristiques (h : E → R).

Heuristique

  • Fournit des informations supplémentaires pour guider la recherche, représentées par une mesure h(Ei) associée à chaque état.
  • Aide à choisir le nœud le plus prometteur à développer, à déterminer les successeurs à engendrer et à identifier les nœuds à ignorer.
  • Permet de trouver rapidement une solution réalisable, même si non optimale, pour des problèmes d'optimisation complexes.

Stratégies Informées - Spécifiques

  • Meilleur d'abord : utilise des algorithmes gloutons.
  • Algorithme A*: un algorithme amélioré en considérant le coût déjà dépensé.

Recherche Gloutonne

  • La mesure de l'utilité ne dépend que de l'état courant, et non du chemin parcouru.
  • Par exemple, dans une recherche du chemin le plus court entre deux villes, la mesure d'utilité pourrait être la distance à vol d'oiseau.
  • Cette approche est incomplète car elle peut se retrouver coincée dans des boucles. Elle peut être rendue complète en vérifiant si des états ont déjà été visités.

Caractéristiques de la recherche gloutonne

  • Incomplète (boucles)
  • Complète si on ajoute des vérifications pour les états déjà explorés.
  • Complexité en temps : O(bm)
  • Complexité en espace : O(bm)
  • Non optimale

Exemple : Pièces de monnaie

  • Problème : rendre la monnaie pour un montant donné (S) avec le moins de pièces possible.
  • Exemple : pièces de 1, 2, 5, 10... pour un montant de 26.
  • Méthode : trier les pièces par valeurs décroissantes, choisir la pièce de plus grande valeur qui ne dépasse pas le montant restant et répéter jusqu'à ce que le montant restant soit nul.
  • Avec les pièces de 1, 2, 5, 10 (pas de 20, example du slide): pour un montant de 26, l'algorithme glouton peut donner 6 pièces (2 * 10 + 6 * 1), alors que la solution optimale serait de 3 pièces (2* 10 + 6 * 1).

Algorithme A*

  • Améliore la recherche gloutonne en tenant compte du coût déjà dépensé.
  • Utilise une fonction de coût : f(n) = g(n) + h(n)
    • g(n) : coût de l'état initial jusqu'à l'état n.
    • h(n) : estimation heuristique du coût pour atteindre l'état final depuis l'état n.
  • Fonction f(n) pour prioriser les états.
  • Admissible si l'heuristique h(n) est toujours inférieure ou égale au coût réel pour atteindre l'état final depuis l'état n. Exemple: distance à vol d'oiseau.
  • Complète et optimale quand l'heuristique est admissible.
  • Complexité en temps: O(bm).
  • Complexité en espace: O(bm).

Conclusion

  • Les algorithmes de recherche aveugles sont très coûteux en temps ou espace car ils explorent tous les chemins.
  • Les algorithmes heuristiques élaguent l'arbre de recherche et convergent plus rapidement vers une solution si elle existe.

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Description

Découvrez les stratégies informées utilisées dans les algorithmes de recherche heuristique. Ce quiz explore les techniques d'évaluation des chemins et l'utilisation de fonctions heuristiques pour améliorer le processus de recherche d'une solution. Testez vos connaissances sur des concepts comme l'algorithme A* et d'autres approches heuristiques.

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