ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG VẤN ĐỀ TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT

* Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệ thống nhờ hoạt động nghiên cứu khoa học, các họat động này có mục tiêu xác định và sử dụng phương pháp khoa học.. Phư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG VẤN ĐỀ TÌM

PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC

Mục lục

A Khoa học và nghiên cứu khoa học

I Khái niệm khoa học

Khoa học là cả một quá trình mày mò nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến

thức mới, học thuyết mới ở một lĩnh vực nhất định Những kiến thức hay học thuyết mớinày có thể được áp dụng để thay thế dần những cái cũ không còn phù hợp theo giời gian

và sự phát triển của xã hội

Khoa học bao gồm một hệ thống tri thức về qui luật của vật chất và sự vận độngcủa vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội và tư duy Hệ thống tri thức có thể chia

ra làm 2 loại: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học

* Tri thức kinh nghiệm: là những hiểu biết được tích lũy qua hoạt động sống hàng

ngày trong mối quan hệ giữa người với người và giữa con người với thiên nhiên Tuynhiên, tri thức kinh nghiệm chưa thật sự đi sâu vào bản chất, chưa thấy được hết cácthuộc tính của sự vật và mối quan hệ bên trong giữa sự vật và con người Vì vậy, tri thứckinh nghiệm chỉ phát triển đến một hiểu biết giới hạn nhất định, nhưng tri thức kinhnghiệm là cơ sở cho sự hình thành tri thức khoa học

* Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệ thống nhờ

hoạt động nghiên cứu khoa học, các họat động này có mục tiêu xác định và sử dụng

phương pháp khoa học Không giống như tri thức kinh nghiệm, tri thức khoa học dựa trênkết quả quan sát, thu thập được qua những thí nghiệm và qua các sự kiện xảy ra ngẫunhiên trong hoạt động xã hội, trong tự nhiên Tri thức khoa học được tổ chức trong khuônkhổ các ngành và bộ môn khoa học như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, sinh học,

…

II Nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học là hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử nghiệm.

Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức… đạt được từ các thí nghiệm nghiên cứu khoa

học để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên, xã hội và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kĩ thuật mới cao hơn, giá trị hơn

III Đề tài nghiên cứu khoa học

1 Khái niệm đề tài

Đề tài là một hình thức tổ chức nghiên cứu khoa học do một người hoặc một

nhóm người thực hiện Thực hiện đề tài là để trả lời những câu hỏi mang tính học thuật, có thể chưa để ý đến việc ứng dụng trong hoạt động thực tế

2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu: là bản chất của sự vật hay hiện tượng cần xem xét và làm

rõ trong nhiệm vụ nghiên cứu

* Phạm vi nghiên cứu: đối tượng nghiên cứu được khảo sát trong trong phạm vi

nhất định về mặt thời gian, không gian và lĩnh vực nghiên cứu

3 Mục đích và mục tiêu nghiên cứu

Khi viết đề cương nghiên cứu, một điều rất quan trọng là làm sao thể hiện đượcmục tiêu và mục đích nghiên cứu mà không có sự trùng lấp lẫn nhau Vì vậy, cần thiết đểphân biệt sự khác nhau giữa mục đích và mục tiêu

* Mục đích: là hướng đến một điều gì hay một công việc nào đó trong nghiên cứu

mà người nghiên cứu mong muốn để hoàn thành, nhưng thường thì mục đích khó có thể

đo lường hay định lượng Mục đích trả lời câu hỏi “nhằm vào việc gì?”, hoặc “để phục vụcho điều gì?” và mang ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu, nhắm đến đối tượng phục vụ sảnxuất, nghiên cứu

* Mục tiêu: là thực hiện hoạt động nào đó cụ thể, rõ ràng mà người nghiên cứu sẽ

hoàn thành theo kế hoạch đã đặt ra trong nghiên cứu Mục tiêu có thể đo lường hay định

lượng được Nói cách khác, mục tiêu là nền tảng hoạt động của đề tài và làm cơ sở choviệc đánh giá kế hoạch nghiên cứu đã đưa ra và là điều mà kết quả phải đạt được Mụctiêu trả lời câu hỏi “làm cái gì?”.

Thí dụ: phân biệt mục đích và mục tiêu của đề tài sau đây

Đề tài: “Phương pháp gom cụm tài liệu theo ngữ nghĩa trong ứng dụng tin học”

- Mục đích của đề tài: giúp cho người dùng quản lý tốt tài liệu cá nhân trong máy

tính

- Mục tiêu của đề tài:

+ Tìm ra được phương pháp cho phép gom cụm tài liệu theo ngữ nghĩa

+ Hiện thực được phương pháp nêu ra bằng 1 ứng dụng cụ thể

B Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới trong khoa học

I Khái niệm

Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới là phần ứng dụng của Khoa học về sángtạo, bao gồm hệ thống các phương pháp và các kĩ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất vàhiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của người sử dụng

II Ý nghĩa

Suốt cuộc đời, mỗi người chúng ta dùng suy nghĩ rất nhiều (có thể nói là hằng

ngày) Từ việc trả lời những câu hỏi bình thường như “Hôm nay ăn gì? Mặc gì? Làm gì? Mua gì? Xem gì? Đi đâu? ” đến làm các bài tập trên trường lớp, hoặc chọn ngành nghề

đào tạo, lo sức khỏe, việc làm, thu nhập, hôn nhân, nhà ở, giải quyết các vấn đề nảy sinhtrong công việc, trong quan hệ xã hội, gia đình, nuôi dạy con cái… tất tần tật đều đòi hỏiphải suy nghĩ và chắc chắn rằng ai cũng muốn suy nghĩ tốt, ra những quyết định đúng để

thỏa mãn các nhu cầu chính đáng của cá nhân mình, đồng thời thỏa mãn các nhu cầu để

xã hội tồn tại và phát triển Nhìn dưới góc độ này, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới giúp trang bị loại nghề chung nói trên, góp phần bổ sung cho giáo dục, đào tạo hiện

nay, chủ yếu chỉ đào tạo các nhà chuyên môn Nhà chuyên môn có thể giải quyết tốt cácvấn đề chuyên môn nhưng nhiều khi không giải quyết tốt các vấn đề ngoài chuyên môn,

do vậy không thực sự hạnh phúc như ý

Các nghiên cứu cho thấy, phần lớn mọi người thường suy nghĩ một cách tự nhiênnhư đi lại, ăn uống, hít thở mà ít khi suy nghĩ về chính suy nghĩ của mình xem nó hoạtđộng ra sao để cải tiến, làm suy nghĩ của mình trở nên tốt hơn như người ta thường cảitiến các dụng cụ, máy móc dùng trong sinh hoạt và công việc Cách suy nghĩ tự nhiên nóitrên có năng suất, hiệu quả rất thấp và nhiều khi trả giá đắt cho các quyết định sai Tóm

lại, cách suy nghĩ tự nhiên ứng với việc lao động bằng xẻng thì Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là máy xúc với năng suất và hiệu quả cao hơn nhiều Nếu xem bộ não

của mỗi người là máy tính tinh xảo – đỉnh cao tiến hóa và phát triển của tự nhiên thì phầnmềm (cách suy nghĩ) tự nhiên đi kèm với nó chỉ khai thác một phần rất nhỏ tiềm năng

của bộ não Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là phần mềm tiên tiến giúp máy tính – bộ não hoạt động tốt hơn nhiều Nếu như cần “học ăn, học nói, học gói, học mở” thì “học suy nghĩ” cũng cần thiết cho tất cả mọi người.

Tóm lại, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới đóng góp rất tích cực trong

việc biến thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới với các ích lợi toàndiện, không chỉ riêng về mặt kinh tế

III Những nội dung chính trong Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới trong Tin học

1 Vấn đề khoa học

Khái niệm

Vấn đề khoa học (scientific problem) còn gọi là vấn đề nghiên cứu (researchproblem) là câu hỏi đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chếcủa tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn.

3) Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường

4) Quan sát những vướng mắt trong thực tiễn

5) Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn

6) Cảm hứng: những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó

Phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế

Có 5 phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế

1) Nguyên tắc phân nhỏ: bao gồm các công việc cụ thể như

Chia đối tượng thành các phần độc lập

Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

2) Nguyên tắc “tách khỏi”

Tách phần gây “phiền phức” ( tính chất “phiền phức” ) hay ngược lại tách phần duy nhất

“cần thiết” ( tính chất “cần thiết” ) ra khỏi đối tượng

3) Nguyên tắc phẩm chất cục bộ

Chuyển đối tượng ( hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất

Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau

Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc.4) Nguyên tắc phản đối xứng

Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng ( nói chung giãm bật đối xứng)

7) Nguyên tắc “chứa trong”

Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba …

8) Nguyên tắc phản trọng lượng

Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác có lực nâng.Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động…

9) Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc ( hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại )

10) Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng

Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển

11) Nguyên tắc dự phòng

Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn

12) Nguyên tắc đẳng thế

Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng

13) Nguyên tắc đảo ngược

Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại ( ví dụ, không làm nóng

mà làm lạnh đối tượng)

Làm phần chuyển động của đối tượng ( hay môi trường bên ngoài ) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động

14) Nguyên tắc cầu (tròn ) hoá

Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấuhình hộp thành kết cấu hình cầu

Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn

Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm.

15) Nguyên tắc linh động

Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối

ưu trong từng giai đoạn làm việc

Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau

16) Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “mộtchút” Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn

17) Nguyên tắc chuyển sang chiều khác

Những khó khăn do chuyển động ( hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng ( hai chiều) Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động ( hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều)

Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng

Đặt đối tượng nằm nghiêng

Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước.\

Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước

18) Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học

Làm đối tượng dao động Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động ( đến tầng số siêu âm)

Sử dụng tầng số cộng hưởng

Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện

Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ

19) Nguyên tắc tác động theo chu ky

Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu ky (xung).

Nếu đã có tác động theo chu ky, hãy thay đổi chu ky.\

Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác

20) Nguyên tắc liên tục tác động có ích

Thực hiện công việc một cách liên tục ( tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải )

Khắc phục vận hành không tải và trung gian

Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay

21) Nguyên tắc “vượt nhanh”

Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết

22) Nguyên tắc biến hại thành lợi

Sử dụng những tác nhân có hại ( thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi

Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác

Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa

23) Nguyên tắc quan hệ phản hồi

Thiết lập quan hệ phản hồi

Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó

24) Nguyên tắc sử dụng trung gian

Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp

25) Nguyên tắc tự phục vụ

Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa

Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư

26) Nguyên tắc sao chép ( copy)

Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao

Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với cáctỷ lệ cần thiết

Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến ( vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường ), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại.27) Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”

Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn ( thí dụ như về tuổi thọ)

28) Thay thế sơ đồ cơ học

Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị

Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng

Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định

Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ

29) Sử dụng các kết cấu khí và lỏng

Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng : nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực

30) Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng

Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối

Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng

31) Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ

Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ ( miếng đệm, tấm phủ )

Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó.

32) Nguyên tắc thay đổi màu sắc

Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài

Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài

Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang

Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu

Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp

33) Nguyên tắc đồng nhất

Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu ( hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước.34) Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần

Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải tự phân hủy ( hoà tan, bay hơi ) hoặc phải biến dạng

Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc.35) Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng

Thay đổi trạng thái đối tượng

Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc

Thay đổi độ dẻo

Thay đổi nhiệt độ, thể tích

36) Sử dụng chuyển pha

Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng…

37) Sử dụng sự nở nhiệt

Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu.

Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau

38) Sử dụng các chất oxy hoá mạnh

Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy

Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy

Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc oxy

Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon

39) Thay đổi độ trợ

Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà

Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất , phụ gia trung hoà

Thực hiện quá trình trong chân không

2 Các phương pháp tổng hợp vấn đề

+Tổhợp+Đối hợp+ Tích hợp+ Kết hợp+ Tổng hợp theo không gian và thời gian

3 Các phương pháp giải quyết vấn đề trong tin học

+ Phương pháp trực tiếp+ Phương pháp gián tiếp

• Phương pháp Thử Sai

• Phương pháp Heuristic

• Phương pháp Trí Tuệ Nhân Tạo

C.ÁP DỤNG MỘT SỐ THỦ THUẬT SÁNG TẠO CƠ BẢN VÀO ỨNG DỤNG THỰC TẾ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG TIN HỌC.

I.Đặt vấn đề

Từ đó đến giờ việc tìm phương hướng di chuyển sao chi tối ưu nhất luôn luôn làmột vấn đề được đặt ra Vì sao chúng ta phải quan tâm lưu ý đến điều này, đâu tiên hãyxem xét trường hợp sau:

Dựa vào hình trên, ta dễ dàng nhận ra rằng con đường đi vô bên trong rùi bo theohình chữ U để đi đến điểm mục tiêu không phải là con đường sáng suốt Thế thì làm thếnào mà vấn đề có thể được giải quyết một cách ổn thỏa Hãy xem xét hình minh họa sau:

Rõ ràng ta thấy được con đường lựa chọn ở trong hình này hoàn toàn sáng suốthơn bên trên Việc lựa chọn đường đi sao cho ổn thỏa là mục tiêu đề ra ở bài toán này.Việc tìm kiếm đường trước giúp cho việc tìm kiếm có thể xác định được tương đối đường

đi tốt để có thể đến được mục tiêu

II.Giải quyết vấn đề

Áp dụng một số thủ thuật sáng tạo cơ bản để giải quyết vấn đề:

- Nguyên tắc sử dụng trung gian: để chọn một hành trình “tiết kiệm” ta có thể sử

dụng thuật toán tìm đường đi ngắn nhất và cho ra sản phẩm phần mềm hổ trợ tìm đường

đi ngắn nhất cho người dùng Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp để mang,truyền tác động Tạm thời gắn đối tượng cho trước với đối tượng khác, dễ tách rời sauđó

- Nguyên tắc linh động: với phần mềm hỗ trợ tìm đường đi ngắn nhất, người dùng

chỉ cần đưa ra vị trí xuất phát và điểm cần đến, chương trình sẽ đưa ra con đường ngắnnhất từ vị trí xuất phát đến điểm đích cho người dùng Cần thay đổi các đặc trưng củađối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làmviệc Phân chia đối tượng thành từng phần có khả năng dịch chuyển đối với nhau Nếuđối tượng nhìn chung bất động, làm nó di động được

- Nguyên tắc “vượt nhanh”: một số loại Heuristic khi được sử dụng sẽ được áp

dụng phương pháp này nhằm đạt được hiệu quả trong khi tiết kiệm được một khoảngthời gian và chi phí trong quá trình di chuyển Điển hình là khả năng di chuyển bằngđường chéo mỗi khi loại Heuritstic này được áp dụng

- Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: nguyên tắc này khi được áp dụng vào trong

một vấn đề cụ thể sẽ giúp ta thấy được độ linh động cao Nhất là trong các trường hợpphải giải quyết vấn đề đường đi đối với các địa hình có vật cản phức tạp Khả năng linhđộng cao cùng kết hợp với các Heuristic sẽ cho phép khả năng tìm kiếm đường đi trởnen ngắn hơn so với việc chỉ tính toán thông thường

- Nguyên tắc sao chép: lấy bản đồ khu vực, chọn các địa điểm quan trọng làm điểm

xuất phát và điểm đích Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền,không tiện lợi, sử dụng bản sao Thay thế đối tượng bằng bản sao quang học với các tỷ

lệ phóng to, thu nhỏ cần thiết Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng khảkiến, chuyển sang sử dụng bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại

- Nguyên tắc thay đổi màu sắc: với mỗi điểm xuất phát hoặc điểm đích ta thể hiện

một kí hiệu hay hình vẽ đặc trưng Thay đổi màu sắc / độ trong suốt của đối tượng haymôi trường bên ngoài Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp

III.Khái niệm

Thuật giải A* được biết đến như là một thuật toán dùng để tìm kiếm đường đi saocho ít tốn kém chi phí nhất giữa 2 điểm cho trước Điểm khác biệt giữa thuật toán này đốivới thuật toán Dijkstra mà ta đã biết là ở A* có thêm một yếu tố được gọi là Heuristic.Yếu tố này quyết định đến kết quả thu được của yêu cầu đặt ra Bởi thế chi phí để tínhtoán ở thuật toán này được đặt ra được đưa ra bởi công thức:

Trong đó: g(x) : là chi phí để di chuyển từ điểm đầu tiên cho đến điểm hiện tại

h(x) : là chi phí ước lượng khoảng cách đến điểm đích

Trong công thức, ta thấy được h(x) là một con số được ước lượng tính toán Chonên nó có thể sẽ chính xác hoặc không Vấn đề đặt ra ở đây chính là ta phải biết lựa chọncon số này cho phù hợp để không bị hụt trong quá trình tính toán Đối với trường hợpphải tịnh tiến đường đi giữa các điểm, thì h(x) được coi như là khoảng cách giữa 2 điểmtheo đường thẳng Vì ta biết được đường thẳng là đường ngắn nhất giữa bất kì 2 điểm nàocho nên việc lựa chọn h(x) trong trường này hoàn toàn xác đáng

I.VA* vs Dijkstra

Dijkstra’s Algorithm và Best-First-Search (BFS)

Thuật toán của Dijkstra hoạt động bằng cách xuất phát từ điểm khởi đầu của đồthị Sau đó nó sẽ khảo sát đi khảo sát lại đỉnh kề mà chưa được khảo sát gần nhất, rồithêm những đỉnh này vào một tập hợp những điểm đã khảo sát Nó mở rộng ra ngoài từđiểm khởi đầu cho đến khi đến được đích Thuật toán Dijsktra bảo đảm tìm ra được

đường đi ngắn nhất từ điểm khởi đầu đến đích miễn sao các cạnh không có giá trị âmnào (Lưu ý: cụm từ “đường đi ngắn nhất” được sử dụng ở đây là vì thường có rất nhiềuđường đi ngắn nhung có chi phí như nhau) Trong biểu đồ dưới đây, hình vuông màuhồng là điểm khởi đầu, hình vuông xanh là điểm đến, còn những vùng xanh rêu sẽ biểuthị những nơi mà thuật toán Dijsktra “quét” qua Vùng xanh rêu nhạt là những vùng xađiểm khời đầu nhất, và do đó nó hình thành khảo sát.

Thuật toán BFS cũng được thực hiện một cách tương tự như vậy, ngoại trừ việc nócòn có thể ước lượng xem cái đỉnh khác còn cách đích đến bao xa Thay vì chọn đỉnhgần với điểm khởi đầu nhất thì nó lại chọn cái gần với đích đến nhất Thuật BFS khôngchắc chắn là con đường đi ngắn nhất nhưng nó nhanh hơn rất nhiều so với thuật toán củaDijkstra vì nó sử dụng chức năng heuristic để có thể đi đến đích nhanh nhất Ví dụ, nếuđích đến ở phía nam so với điểm xuất phát thì BFS sẽ tập trung hướng đến phía nam.Trong biểu đồ bên dưới, màu vàng tượng trưng cho những giao điểm có giá trị heuristiccao (đến đích khó khăn) còn màu đen là những giao điểm có giá trị heuristic thấp (đến