نمذجة مشكلة تخصيص الموارد باستخدام القوة المفرطة - كتاب الذكاء الإصطناعي - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

يمكن نمذجة كل التطبيقات الواردة سابقًا في صورة مشكلات معقدة لها عدد كبير من الحلول الممكنة. على سبيل المثال، فكر في مشكلة تخصيص الموارد المعهودة التي تركز على تشكيل فريق، حيث تنشأ المشكلة عندما يكون لديك: • مجموعة كبيرة من العمال يمتلكون مهارات مختلفة. • مهمة تتطلب مجموعة فرعية محددة من المهارات لأجل إكمالها. • ويتمثل الهدف في تكوين فريق بأقل عدد ممكن من العمال، مع الالتزام في الوقت نفسه بالتقييد (Constraint) الذي ينص على توفر جميع المهارات المطلوبة في أعضاء الفريق؛ لأداء المهمة.

على سبيل المثال، تخيل سيناريو بسيطًا يوجد فيه خمسة عمال:

تتطلب المهمة المراد إنجازها كل المهارات: م1، م2، م3، م4، م5، م6. يتمثل الحل القائم على القوة المفرطة (Brute Force) في أخذ كل فرق العمال الممكنة في الاعتبار، والتركيز على الفرق التي تتوفر فيها جميع المهارات المطلوبة، واختيار الفريق الأقل عددًا، وعلى افتراض أن كل فريق يتكون من شخص واحد على الأقل، فيمكنك أن تشكل واحدًا وثلاثين فريقًا مختلفًا يتكون كل منهم من خمسة عمال.

القوة المفرطة (Brute-force): هي طريقة من طرائق حل المشكلات تتضمن التجريب المنهجي لجميع الحلول الممكنة للمشكلة بهدف الوصول إلى الحل الأمثل، بغض النظر عن التكلفة الحاسوبية.

• بالنسبة للفريق المكون من عامل واحد، هناك خمس طرائق لاختيار عامل واحد من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من عاملين اثنين، هناك عشر طرائق لاختيار عاملين من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من ثلاثة عمال، هناك عشر طرائق لاختيار ثلاثة عمال من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من أربعة عمال، هناك خمس طرائق لاختيار أربعة عمال من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من خمسة عمال، هناك طريقة واحدة لاختيار كل العمال الخمسة.

العدد الإجمالي للفرق المختلفة التي يمكنك تكوينها هو: 31 = 1 + 5 + 10 + 10 + 5. ويمكن حساب العدد أيضًا وفقًا للمعادلة: 1 - 2^5.

يكشف تقييم كل الفرق الإحدى والثلاثين عن أفضل حل ممكن يتمثل في تكوين فريق يشمل العمال: الأول والرابع والخامس، وسيعطي هذا الفريق كل المهارات الست المطلوبة، ويشتمل الفريق ثلاثة عمال، ولا يمكن تغطية كل المهارات بفريق يشتمل على عدد عمال أقل من ذلك، مما يجعل هذا الحل هو الحل الأمثل (Optimal Solution).

وهناك حل آخر يتمثل في تكوين فريق يشمل العمال: الأول والثاني والثالث والخامس، وعلى الرغم من أن هذا الفريق يغطي كل المهارات الست، إلا أنه يتطلب أيضًا عمالًا أكثر، مما يجعل هذا الحل ممكنًا، ولكنه ليس الحل الأمثل.

وزارة التعليم 253 Ministry of Education 2023 - 1447

يمكن نمذجة كل التطبيقات الواردة سابقًا في صورة مشكلات معقدة لها عدد كبير من الحلول الممكنة. على سبيل المثال، فكر في مشكلة تخصيص الموارد المعهودة التي تركز على تشكيل فريق، حيث تنشأ المشكلة عندما يكون لديك: • مجموعة كبيرة من العمال يمتلكون مهارات مختلفة. • مهمة تتطلب مجموعة فرعية محددة من المهارات لأجل إكمالها. • ويتمثل الهدف في تكوين فريق بأقل عدد ممكن من العمال، مع الالتزام في الوقت نفسه بالتقييد (Constraint) الذي ينص على توفر جميع المهارات المطلوبة في أعضاء الفريق؛ لأداء المهمة.--- SECTION: على سبيل المثال، تخيل سيناريو بسيطًا يوجد فيه خمسة عمال: --- على سبيل المثال، تخيل سيناريو بسيطًا يوجد فيه خمسة عمال:تتطلب المهمة المراد إنجازها كل المهارات: م1، م2، م3، م4، م5، م6. يتمثل الحل القائم على القوة المفرطة (Brute Force) في أخذ كل فرق العمال الممكنة في الاعتبار، والتركيز على الفرق التي تتوفر فيها جميع المهارات المطلوبة، واختيار الفريق الأقل عددًا، وعلى افتراض أن كل فريق يتكون من شخص واحد على الأقل، فيمكنك أن تشكل واحدًا وثلاثين فريقًا مختلفًا يتكون كل منهم من خمسة عمال.--- SECTION: القوة المفرطة (Brute-force) --- القوة المفرطة (Brute-force): هي طريقة من طرائق حل المشكلات تتضمن التجريب المنهجي لجميع الحلول الممكنة للمشكلة بهدف الوصول إلى الحل الأمثل، بغض النظر عن التكلفة الحاسوبية.• بالنسبة للفريق المكون من عامل واحد، هناك خمس طرائق لاختيار عامل واحد من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من عاملين اثنين، هناك عشر طرائق لاختيار عاملين من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من ثلاثة عمال، هناك عشر طرائق لاختيار ثلاثة عمال من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من أربعة عمال، هناك خمس طرائق لاختيار أربعة عمال من بين العمال الخمسة. • بالنسبة للفريق المكون من خمسة عمال، هناك طريقة واحدة لاختيار كل العمال الخمسة.العدد الإجمالي للفرق المختلفة التي يمكنك تكوينها هو: 31 = 1 + 5 + 10 + 10 + 5. ويمكن حساب العدد أيضًا وفقًا للمعادلة: 1 - 2^5.يكشف تقييم كل الفرق الإحدى والثلاثين عن أفضل حل ممكن يتمثل في تكوين فريق يشمل العمال: الأول والرابع والخامس، وسيعطي هذا الفريق كل المهارات الست المطلوبة، ويشتمل الفريق ثلاثة عمال، ولا يمكن تغطية كل المهارات بفريق يشتمل على عدد عمال أقل من ذلك، مما يجعل هذا الحل هو الحل الأمثل (Optimal Solution).وهناك حل آخر يتمثل في تكوين فريق يشمل العمال: الأول والثاني والثالث والخامس، وعلى الرغم من أن هذا الفريق يغطي كل المهارات الست، إلا أنه يتطلب أيضًا عمالًا أكثر، مما يجعل هذا الحل ممكنًا، ولكنه ليس الحل الأمثل.2023 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: العمال الخمسة ومهاراتهم Description: A diagram showing five worker icons, each labeled with their number and a list of skills. This represents the initial scenario of available workers and their respective skill sets. Key Values: العامل الأول: م1، م3، م6, العامل الثاني: م2، م3, العامل الثالث: م1، م2، م3, العامل الرابع: م2، م4, العامل الخامس: م5 Context: Illustrates the initial pool of resources (workers) and their individual capabilities (skills) for a problem-solving task.**DIAGRAM**: الحل الأمثل: فريق من ثلاثة عمال Description: A diagram showing three worker icons, representing the optimal team composition. These are Worker 1, Worker 4, and Worker 5, along with their skills. Key Values: العامل الأول: م1، م3، م6, العامل الرابع: م2، م4, العامل الخامس: م5 Context: Demonstrates the 'Optimal Solution' by showing the smallest team (3 workers) that collectively possesses all required skills (م1-م6).**DIAGRAM**: حل ممكن آخر: فريق من أربعة عمال Description: A diagram showing four worker icons, representing an alternative, non-optimal team composition. These are Worker 1, Worker 2, Worker 3, and Worker 5, along with their skills. Key Values: العامل الأول: م1، م3، م6, العامل الثاني: م2، م3, العامل الثالث: م1، م2، م3, العامل الخامس: م5 Context: Illustrates another 'possible solution' that covers all skills but uses more workers (4 workers) than the optimal solution, thus highlighting the concept of optimality.