Taller de Software III
Tema: Paradigma Heurístico de Programación
Carrera: Ingeniería en informática
Integrantes:
• Rudy Colman.
Profesores:
• Ing. Diego Arrua.
• Ing. Jesús Cabrera.
Turno: Noche
Asunción – Paraguay.
Año 2021
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Heurística de Programación: Una Técnica para Solucionar Problemas Complejos, Resúmenes de Programación Informática
Un taller sobre el paradigma heurístico de programación en el área de Ingeniería en Informática. La heurística es una técnica de búsqueda que utiliza reglas específicas para encontrar soluciones mejoradas a problemas complejos. Se discuten diferentes tipos de heurísticas, como las de búsqueda tabú, y cómo mejoran la calidad de las soluciones obtenidas. Además, se explica la importancia de la heurística en el proceso de solucionar problemas y cómo se puede aplicar en distintos campos.
Tipo: Resúmenes
2020/2021
1 / 13
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Taller de Software III
Tema: Paradigma Heurístico de Programación
Carrera: Ingeniería en informática
Integrantes:
- Rudy Colman.
Profesores:
- Ing. Diego Arrua.
- Ing. Jesús Cabrera.
Turno : Noche
Asunción – Paraguay.
Año 2021
Contenido
- Introducción
- ¿Qué es la Heurística?
- Pasos de la heurística
- • Comprender el problema
- • Concebir un plan........................................................................................................
- • Ejecutar el plan
- • Examinar la solución
- Métodos
- Componentes........................................................................................................................
- Formas de trabajo:
- Pasos de la heurística
- Heurística Codiciosa (Local)
- El camino más corto
- Inventarios y Costos
- Enfoques heurísticos que usa.
- • SM (Silver Meal)
- Heurísticas de Búsqueda Tabú
- Conclusión
- Bibliografía
- Anexo
¿Qué es la Heurística?
La heurística es la capacidad que tiene el hombre para crear o inventar algo, con el fin de lograr estrategias que ayuden a la solución de problemas. Los humanos a través de su creatividad, pensamiento diferente y en casos las soluciones son las experiencias propias, son capaces de encontrar soluciones más viables para resolver algunos conflictos. Su importancia radica en que permite a la persona manifestar una conducta proactiva y beneficiosa en la búsqueda de soluciones, caso contrario sería que el individuo se quedará con los brazos cruzados sin hacer nada por remediar el conflicto. Como método científico la heurística está compuesta por tres procedimientos llamados “procedimientos heurísticos”, los cuales consisten en formas de trabajo y de pensamiento que favorecen la realización consciente de rigurosas actividades mentales. Estos procedimientos se dividen en principios, reglas y estrategias. Los principios heurísticos, tienen que ver con las sugerencias que se facilitan para encontrar de manera directa, la idea de solución. Las reglas heurísticas, intervienen como impulsos comunes dentro del proceso de búsqueda, ayudando a encontrar los medios para resolver el problema. Por su parte, las estrategias heurísticas, son utilizadas como recurso organizativo dentro del proceso de resolución, con la finalidad de determinar el camino que lleve a la solución del problema abordado.
Pasos de la heurística
- Comprender el problema Es importante reflexionar en cuestiones como “que se pide” “que se tiene” y “a donde se quiere llegar”. Algunas preguntas que debemos hacernos: ¿Cuál es la incógnita? ¿Es la condición suficiente para determinar la incógnita? ¿Es suficiente? En la siguiente se muestran los siente puentes de Königsberg. ¿Es posible hacer el recorrido sin pasar dos veces por el mismo puente?
- Concebir un plan. Puedes usar la estrategia que creas conveniente. Cada uno puede establecer el camino o caminos a seguir. Algunas preguntas que debemos hacernos: ¿Se ha encontrado con un problema semejante? ¿Ha visto el mismo problema planteado en otra forma? ¿Conoce problemas relacionados con este? ¿Se podría utilizar el problema relacionado con este ya resuelto? ¿Podría enunciar el problema en otra forma? ¿Se necesita algún elemento auxiliar? ¿Podría emplear su resultado y método?
- Ejecutar el plan En la formación de conceptos matemáticos, se requiere emplear un pensamiento móvil y flexible, debemos ser capaces de encontrar distintos caminos, rodeos, asociaciones, para llegar a una solución; retornar después de un cambio al punto de partida. De esta forma debemos revisar lo que hemos hecho y de ser necesario anularlo previamente y entonces estructurar las relaciones de lo encontrado.
Componentes
- Un conjunto de candidatos para una solución final.
- Una función de selección, mejor respuesta.
- Una función de viabilidad controla al candidato si es viable.
- Una función objetivo, permite evitar soluciones parciales.
- Una función de solución, indica cuando ha terminado la búsqueda. Formas de trabajo:
- Trabajo directo: el trabajo empieza a ser realizado con los datos suministrados al sistema realizando los cálculos necesarios los cuales pueden ser las soluciones más aproximadas para los problemas.
- Trabajo inverso: Se empieza por lo que se busca solucionar, usando los conocimientos que ya se tienen como base para poder empezar, luego se analizaran las posibles soluciones intermedias de las cuales se podrá deducir las soluciones para lo buscado, hasta que se pueda obtener soluciones más optimas.
Heurística Codiciosa (Local)
Un algoritmo codicioso es aquel que toma decisiones basadas en los datos recolectado durante ese momento, en otras palabras, las opciones son óptimas localmente. El algoritmo conocido como Greedy no suele refinar su solución basándose en nueva información. El camino más corto En los problemas de búsqueda del camino más corto tiene un objetivo específico. La heurística utiliza una función matemática, H(n) definida utilizando los nodos de un árbol de búsqueda, los cuales sirven como una estimación del coste del camino más económico de un nodo dado hasta el nodo objetivo El ejemplo que más se utiliza sería el funcionamiento de un algoritmo codicioso, el cual es utilizado para ayudarlo en la planificación de una la ruta para realizar un viaje conduciendo de un punto A del país al punto B buscando la distancia más corta, probablemente este algoritmo elegiría las carreteras cortas y lentas ya que no necesariamente entendería que una autopista, aunque más larga y quizás más directa, sería la mejor opción. Una estrategia alternativa podría tratar de cubrir la mayor parte del viaje usando autopistas, luego podría recurrir al uso de caminos normales para hacer el fin del viaje. Dependiendo de las circunstancias las respuestas dadas podrían funcionar muy mal, pero en la mayoría, funcionaría de la forma esperada y la más correcta.
Heurísticas de Búsqueda Tabú
La Búsqueda Tabú es un procedimiento de búsqueda que utiliza memoria adaptativa y un plan estratégico de resolución de problemas, este tipo de procedimiento metaheurístico se basa en el aprovechamiento de diversas estrategias basadas en procedimiento de aprendizaje, la búsqueda tabú puede ser descrita como una búsqueda inteligente para dirigir el proceso de búsqueda lejos de las soluciones locales, de este modo encontrar mejores soluciones. Su origen busca que su enfoque basado en memoria y estrategia intensiva, en la literatura de la metaheurística búsqueda tabú está en contraposición con los métodos que no tienen memoria o que sólo usan una débil memoria basada en herencia, también es responsable de enfatizar el uso de los diseños estructurados para explotar los patrones históricos de la búsqueda. Un ejemplo clásico son las permutaciones, que son ejemplos típicos de optimización, los ejemplos más citados de problemas de permutaciones incluyen el problema del viajante de comercio, asignación cuadrática, secuenciación de la producción, asignación de tareas. Un ejemplo es la permutación de tareas de una maquina en donde se persigue el objetivo de minimizar el retraso total de en la ejecución de las tareas, secuenciando las tareas de esta, en este ejemplo la solución inicial se basa en encontrar una permutación de las tareas lo más cercana a la óptima
Conclusión
La heurística es uno de los métodos de investigación y obtención de soluciones para problemas complejos que se pueden presentar dentro de la vida humana, las respuestas que estas pueden dar diferentes soluciones la cuales serán las más cercanas a las respuestas requeridas para ese problema requerido. La investigación en si permitió el conocimiento de estos métodos dando las mejores herramientas para creación y utilización en proyectos de desarrollo. La heurísticas será la solución más eficaz para las soluciones a problemas, pero esto es uno de los métodos que siempre ha estado presente en nuestro entorno únicamente no sabias anterior a este proyecto no sabíamos que podríamos aplicarlo pero resultando ser una forma de programar y solucionar fallos que puedan presentársenos.
Anexo
Figure 1 - Calculo de SM Figure 2 - Busqueda Anchura Figure 3 - Resolucion de Puentes