3.Ssss(Ucs+Bfh)

7/31/2019 3.Ssss(Ucs+Bfh)

1/25

Lecture 3State Space Solution Search (UCS+BFS)

Joan Santoso, S.Kom.

Sekolah Tinggi Teknik Surabaya

1


2/25

Metode pencarian dalam State SpaceSearch dibagi menjadi 2 macam, yaitu : Pencarian tanpa informasi (Blind Search)

+ Breadth First Search

+ Depth First Search+ Uniform Cost Searcch

Pencarian heuristik (Informed/Heuristic

Search)+ Best First Search

+ Optimum A*2



3/25

3



4/25

4



5/25

5



6/25

6



7/25

BFS BFS selalu mencari shortest path menuju ke

goal Sangat efficient jika solusi ditemukan pada

kedalaman yang pendek Tidak efficient jika solusi berada pada

kedalaman yang dalam. DFS

Dapat terperangkap di dalam tree Lebih effisien jika solusi berada di dalam

kedalaman tree Siapa yang lebih baik ? 7



8/25

Renegade node adalah node yangmelanggar constraint yang telahditetapkan pada masalah yangdiberikan

Recurring Node adalah node yangidentik dengan salah satu ancestornya.Jika node x ke n indentik denan node-node x ke 0... X ke n-1, yang terdapatpada path x ke 0 s.d. x ke n, maka nodex ke n tersebut adalah recurring node. 8



9/25

Contoh dari renegade node padaproblem missionaris and canibal.

9



10/25

Contoh dari recurring node padaproblem missionaris and canibal.

10



11/25

Konsep yang dimiliki hampir samadengan BFS. UCS VS BFS

BFS melakukan ekspansi dari levelterendah ke level terdalam. UCS melakukan ekspansi dengan

menggunakan biaya terendah

UCS berusaha menemukan solusimenuju goal dengan cost terendah

Cost dilambangkan dengan fungsi g(x) 11



12/25

Karena mengikuti konsep dari BFS makaUCS memiliki solusi yang optimal. Syarat yang harus dipenuhi oleh pohon

UCS adalah g(SUCCESSOR(n))>=g(n)untuk setiap node n.

Jika syarat tidak dipenuhi maka akanmenjadi tidak complete atau optimal.

12



13/25

13



14/25

Disebut juga Informed Search atau IntellegentSerch

Problem pada Blind Search (Brute Force Search,Systematic Search, Uninformed Search):Combinatorial Explosion .

Inilah sebabnya blind search sering disebutsebagai Exhaustive Search (Pencarian Solusiyang Melelahkan).

Pada heuristic search, ditambahkan informasikhusus yang spesifik untuk masalahnya(domain-specific information) saat memilihpath / operator yang dianggap terbaik dalammelanjutkan pencarian solusi. 14



15/25

Heuristik Search didefinisikan denganfungsi h(x).

h(x) yang baik haruslah cepat untukdihitung.

Karakteristik nilai h(x): h(x)>=0, untuk semua state x h(x)=0, menunjukkan bahwa x adalah sebuah

goal state h(x)=tak terbatas, menunjukkan bahwa state n

adalah sebuah kondisi saat mana sebuah goalstate tidak mungkin terjangkau. 15



16/25

Keuntungan penerapan heuristic search dalampencarian solusi: Heuristic search memiliki fleksibilitas tinggi yang

memungkinkan untuk digunakan pada masalahyang kompleks dan tidak terstruktur.

Blind search menjamin ditemukannya solusioptimal, tetapi kurang layak untuk digunakandalam komputasi karena kebutuhan memory (danwaktu) yang sangat besar.

Metode heuristic lebih sederhana untuk dipahamioleh pengambil keputusan, secara khusus apabiladidukung oleh analisis kualitatif .

Suatu metode heuristic dapat digunakan sebagaibagian dari prosedur iteratif yang tetap menjaminditemukannya sebuah solusi optimal. 16



17/25

Road Map (Route Finding) h(x) : Euclidian distance (akar dari dx^2 +

dy^2) antara 2 kota yang berbeda. Nilai minimal adalah yang dianggap terbaik.

Missionaries and Cannibals Jumlah orang (total misionari dan kanibal) di

tepi kiri sungai.

8-Puzzle h(x) : Jumlah kotak yang tidak cocok

(mismatched) pada 2 konfigurasi papan yangberbeda. 17



18/25

Pencarian heuristik (Informed/HeuristicSearch) Best First Search Optimum A*

Implementasi dari OPEN berubahmenjadi priority queue sedangkan closetetap berupa stack.

18



19/25

Priority queue pada Java sudah menjadilibrary bawaan. Contoh Definisi :PriorityQueue open =

new PriorityQueue(32000,comparator);class PairStateComparator implements Comparator{

public int compare(PairState x, PairState y){

if (x.getfx() < y.getfx()){

return -1;}if (x.getfx() > y.getfx()){

return 1;}return 0;

}}

19



20/25

Untuk implementasinya Priority Queuedapat diimplementasikan dengan heapdata structures seperti binary heap.

Selain dengan menggunakan tree juga

dapat menggunakan self balancingbinary search tree.

Untuk implementasi bagi data integer

dapat menggunakan struktur dataseperti berikut agar lebih optimal : van Emde Boas tree Fusion Tree 20



21/25

21



22/25

Dua cara populer untuk mengukur unjukkerja dari State-Space Solution Searchadalah penetrance dan effective branching

factor . Penetrance dihitung secara sederhana

dengan rumus:L

P = ---N

dimana:+ L adalah panjang dari path solusi+ N adalah total jumlah node yang digenerate dalam

state-space. 22



23/25

Secara umum penetrance yang lebih besarmenunjukkan performansi algoritma yanglebih baik.

Branching Factor adalah rata-rata children

yang diexpand untuk setiap node dalamtree. Search yang dilakukan dengan

menggunakan heuristic sempurna,

h(x)=h'(x) akan menyebabkan branchingfactor=1. Artinya algoritma hanya expandsebuah child yang selalu merupakanoptimal search path. 23



24/25

Bahan Kuliah Artificial Intelgence STTS yang dibuat oleh Ir.Gunawan, M.Kom.

Slide AI State Space Solution Search University of Victoria CENG 420.

http://en.Wikipedia.org/wiki/State_space_search

http://www.cis.temple.edu/~giorgio/cis587/readings/search.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Priority_queue http://www.cs.trincoll.edu/~ram/cpsc352/notes/search.ht

ml AIMA Slides, (C) Stuart Russel and Peter Norvig, 1998 Rajjan Shinghal. 1992.Formal Concepts in Artificial

Intellegence. Chapman & Hall Suyanto, ST, MSC., 2007, Artificial Intelligence Searching -

Reasoning-Planning- Learning, Informatika:Bandung.

24

http://en.wikipedia.org/wiki/State_space_searchhttp://www.cis.temple.edu/~giorgio/cis587/readings/search.htmlhttp://www.cis.temple.edu/~giorgio/cis587/readings/search.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Priority_queuehttp://www.cs.trincoll.edu/~ram/cpsc352/notes/search.htmlhttp://www.cs.trincoll.edu/~ram/cpsc352/notes/search.htmlhttp://www.cs.trincoll.edu/~ram/cpsc352/notes/search.htmlhttp://www.cs.trincoll.edu/~ram/cpsc352/notes/search.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Priority_queuehttp://www.cis.temple.edu/~giorgio/cis587/readings/search.htmlhttp://www.cis.temple.edu/~giorgio/cis587/readings/search.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/State_space_search


25/25

25

S k l h Ti i T k ik S b

Documents

3.Ssss(Ucs+Bfh)