Эвристика (лат. «Heuristic» – от «эврика!» – «я нашел!») – отличный от алгоритмического метод решения сложных задач, основанный на неформальных правилах опытных специалистов.
Понятие эвристик в решении задач включает перечень приемов, догадок, способов, ориентированных на уменьшение объема вычислительной работы или получение результата в тех случаях, когда математически обоснованные методы отсутствуют или бесполезны. В общем случае эвристики применяются, когда задана область поиска решения и способ проверки его удовлетворенности как в аксиоматических моделях знаний, основанных на формальных теориях, так и в эмпирических, основанных на базе опыта. Так, например, метод резолюций в логике предикатов предполагает тотальный перебор предложений. Попытки получения резольвент на каждом шаге приводят к комбинаторному взрыву. Использование эвристик для отсечения неперспективных ветвей в дереве вывода обеспечивает существенное уменьшение времени решения задачи.
В деятельности лиц, принимающих решение, эвристики также играют большую роль. Эксперт, хорошо знающий предметную область, может выделить полезные ограничения, что в задачах поиска решений обеспечивает эффективное сокращение полного перебора. Такое положение требует использования опыта лучших специалистов для создания качественных эвристик в системах поддержки принятия решений.
Принято считать, что процесс решения проблемы протекает последовательно и содержит ряд этапов:
- факторизация – выделение главных, определяющих признаков ситуации (факторов), обобщение данных на основе опыта;
- распознавание ситуации – сопоставление факторов между собой и с факторами ситуаций, уже имевших место, или путем преобразования новых факторов в вид, допускающий сравнение;
- выработка вариантов решения на основе прогноза развития ситуации;
- оценка и выбор вариантов решения по критериям оптимальности или пригодности, формируемых на основе предпочтений должностных лиц.
На каждом этапе решения проблемы используются признанные практикой приемы эвристики:
- подбор типового решения из тех, которые ранее приводили к успеху (использование аналогии, поиск по образцу);
- синтез нового решения из стереотипных элементов (комбинаторное решение);
- поиск решения в другой области – смежной или отдаленной (использование функционального частичного подобия, ассоциаций);
- синтез решения из элементов, каждый из которых построен по ассоциации (многоуровневое решение);
- решение предельно упрощенной задачи одним из перечисленных способов как основы для выдвижения гипотез с последующим усложнением (эволюционный способ решения);
- порождение оригинального решения (революционный способ решения).
Практически все модели представления знаний в большей или меньшей степени используют указанные приемы эвристики.
08.05.2012