Rapor

T.C. ÇANAKKALE 18 MART ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK – MİMARLIK FAKÜLTESİ YAPAY ZEKÂ VE UZMAN SİSTEMLERİ DERSİNİN PİZZA PROJESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ .../.../2010 Proje Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Cengiz TOĞAY 1

ÇANAKKALE LISANS PIZZA PROJESININ SONUÇ FORMU Mehmet Ethem SULAN ve Nurullah ERGÜL tarafından Yrd. Doç. Dr. Cengiz TOĞAY yönetiminde hazırlanan “PIZZA PROJESİ” başlıklı uygulama tarafımızdan okunmuş, kapsamı ve niteliği açısından bir lisans uygulaması olarak kabul edilmiştir. ………………………………...…… Yönetici ………………………………...…… ………………………………….. Jüri Üyesi Jüri Üyesi 2

Sıra No : ………. Tez Savunma Tarihi : ..... / ….. / ……… ………………………………...…… Müdür Mühendislik – Mimarlık Fakültesi ÖZET PİZZA PROJESİ MEHMET ETHEM SULAN ve NURULLAH ERGÜL Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi 3

Mühendislik – Mimarlık Fakültesi Yapay Zekâ ve Uzman Sistemleri Dersi Pizza Projesi Danışman: Yrd. Doç. Dr. Cengiz TOĞAY …/…/2010 Problem olarak elimizde birkaç çeşit malzeme ve başlangıç miktarları var. Bizden bu malzemeleri kullanarak herbirinden kaçar tane menü üretirsek en karlı durumu bulurum sorusuna cevap bulmaktır. Biraz açıklayacak olursak bir pizzacı elindeki malzeme ve menülere göre en karlı olacağı ürün adedini öğrenmek istiyor. Böylece garsonlar günün en iyi ürününü sorduklarında ben size x ürününü öneriyorum diyebilecekler. Bizden istenen menü ve malzeme listelerini ve kalan malzemelerin toplam fiyatını göz önüne alıp hangi üründen kaç adet üretilmeli sorusuna cevap bulmamızdır. Kısıtlar 1. Arama algoritmalarından birini kullanmalısınız ve raporunuzda hangi neden kullandığınızı yazmalısınız. 2. Recursive bir algoritma ile çözülecek. 4

İÇİNDEKİLER PROJE ONAY SAYFASI ……………………………………... ii ÖZET ………………………………………………………………………. iii BÖLÜM 1-Pizza projesi Hazırlanışı ………………………..………….... 6 1.1 Kullanılan araçlar ……………………………………………... 6 1.2 Kullanılan Sınıflar ve Metodlar ……………… ……………... 6 1.3 Pizza Projesinin Çalışması ……… …………………………... 20 1.4 Pizza Projesi Sınıf Diyagramı ………………………………... 22 BÖLÜM 2- Kullanılan Algoritmalar ……………………………………... 22 2.1 Backtracking Algoritması ……………………………………………... 22 2.2 Benzetimli Tavlama Algoritmas………………………………………… 23 5

BÖLÜM 3 – Sonuçlar …………………………………………………….. 24 Şekiller ……………………………………………………………………... 25 BÖLÜM 1: PİZZA PROJESİ HAZIRLANIŞI 1.1 Kullanılan Araçlar Pizza projesinde bir rekürsif fonksiyon kullandık. Kullandığımız rekürsif fonksiyon pizza üretimini yapıyor ve pizza üretilip üretilmeyeceğini kontrol ediyor. Projede kullandığımız programlama dili Java ve ide ise Eclipse dir. Eclipse ile umlet plugini kullanarak sınıf diagramlarını çıkardık. 1.2 Kullanılan Sınıflar ve Metodlar Pizza Projesinde kullandığımız sucuklu, mantarlı, vejeteryanlı ve acılı vejeteryan sınıfları aynı paket içerisindeki Abstract sınıfından türetilmiştir. Bu sınıflarda bir pizza üretmek için kullanılacak malzemeler ve malzeme miktarları yer alıyor. Pizza sınıfında ise menuUret(), durumlariKontrolEt(), pizzaYap() , malzemeYetiyormu() ve pizzayaGeriEkle() metodları yeralıyor. pizzaYap() metodu çağrıldığında pizza oluşturuluyor ve pizzada kullanılan malzeme miktarları toplam malzeme 6

miktarlarından düşürülüyor. malzemeYetiyormu() metodu üretilmek istenen pizza için kullanılacak malzeme miktarlarını toplam malzeme miktarlarıyla karşılaştırarak pizzanın oluşturulup oluşturulamayacağının cevabını true ya da false olarak geri döndürür. pizzayaGeriEkle() metodu eğer rekürsif fonksiyon içerisinde malzeme bittiğinde ve tam olarak bütün olası pizza üretimleri tamamlanmadığında en son hangi pizza üretildiyse o pizza da kullanılan malzeme miktarlarını toplam malzeme miktarlarına geri ekliyor. Sonra bir üst node(soyut olarak) çıkıp diğer durumlar test ediliyor. Malzeme sınıfı her bir malzeme için malzemeyle ilgili bilgileri tutuyor. Malzeme sınıfında miktarDusur() ve miktarEkle() void tipli metodlardır. pizzaYap() metodu ve pizzaGeriEkle() metodları çağrıldığında her bir malzeme için o malzemenin pizzada kullanılan malzeme miktarı kadar toplam malzemeye ekliyor ya da toplam malzeme miktarından çıkarılıyor. MalzemeListesi sınıfı ise bütün malzemeler bu sınıfta oluşturulan Malzeme sınıfı tipindeki bir bağlı liste içeriyor. Proje oluşturduğumuz rekürsif menuUret() metodu ise Test sınıfının içinde void tipli olarak oluşturduk. Parametre olarak MalzemeListesi tipinde bir parametre alır. Örneğin Vejeteryan menüsü oluşturabilmek için sogandan 350 gr, mantardan 275 gr, biberden 200 gr ve acidan 50 gr malzeme kullanılır.Vejeteryan sınıfının içeriği aşağıdaki gibidir. Bütün menüler Pizza abstract sınıfını extends ediyor. this.ml Pizza sınıfnfa tanımlanan ml dir. protected MalzemeListesi ml = null; Hepsinde ortak kullanılıyor. public class Vejeteryan extends Pizza { public Vejeteryan(MalzemeListesi ml) { 7

this.ml = ml; //Vejeteryanli icin kullanilan malzeme miktarlari gerekliMalzeme.put("Sogan", 350); gerekliMalzeme.put("Mantar", 275); gerekliMalzeme.put("Biber", 200); gerekliMalzeme.put("Aci", 50); satisFiyati = 50; } } menuUret() metoduyla recursive çağırımı başlatıyoruz. Vejeteryan için gerekli malzemeler kullanılmadan önce gidip tüm malzemeleri kontrol ediyor. Acaba gerekli olan bu miktarlar menvcut mu? Bunu malzemeYetiyormu() metoduyla kontrol ediyoruz. Bu metoddan dönen değer true ise pizzaYap() metodunu çağırıyor. PizzaYap() metodu içinde tekrar malzemeYetiyormu() metoduyla malzemelerin yetip yetmeyeceğinin kontrolunu yapıyor. Eğer malzeme yetiyorsa o zaman malzeme oluşturup kullanılan malzeme mişktari miktarDusur() metoduyla toplam malzemeden dusuruyor. menuUret() recursive metodun içinde de eğer pizzaUret() metodundan dönen değer true ise hangi pizzadan menü üretilmişse o menü değerini 1 artırıyor. Sonra durumlariKontrolEt() metoduna MalzemeListesi tipinde bir nesne ve o anda uretilen melzeme(yukarda verilen miktarlar Vejeteryan) hangisi ise bir nesne uretip onu metodu parametre olarak veriyoruz. durumlariKontrolEt(MalzemeListesi,MenuCesidi) metodun içinde toplamSatis=vejeteryanToplam*50+sucukluToplam*100+mantarliToplam*90+aciliV ejeteryanToplam*75; ile oluşturulan menuden satış fiyatını elde ediyor. Vejeteryan menünün bir adetin fiyatı 50, sucuklunun 100, mantarlarının 90 ve acili vejeteryanın 8

da 75 dir. Vejeteryandan kaç adet oluşturulmuşsa adey sayısı*birim fiyatı ve diğerleri de aynı şekilde toplanarak toplam malzemelerden toplam satış fşyatını buluyor. Bu fiyatlar sınıfların içinde verilmiş. Vejeteryan.java açarsanız bir adetin satış fiyatı 50 olarak verilmiş. toplamKarimiz =toplamSatis-p.kalanMalzeme(); toplam karı da toplam satış fiyatından kalan malzemelerin fiyatı yani çöpe giden malzemeler eklenilerek hesaplanıyor. Malzeme ismi ve fiyatını tutan map: protected Map<String, Integer> gerekliMalzeme=new HashMap<String, Integer>(); public double kalanMalzeme(){ kalanMalzeme=0; Iterator it=gerekliMalzeme.keySet().iterator(); while (it.hasNext()) { Object gecerlimalzeme = it.next(); int miktar=gerekliMalzeme.get(gecerlimalzeme); String isim=gecerlimalzeme.toString(); Malzeme m = ml.getMalzeme(isim); kalanMalzeme += (m.getMiktar() / 1000.0) * m.getFiyat(); } return kalanMalzeme; } En karli durumları aşağıdaki gibi birbiriyle karşılaştırıyor ki sonuçta en karlı olan durumu bulabilsin. Başlangıçta en karlı durumu sıfır alıyor. if(enKarliDurum<toplamKarimiz){ 9

enKarliDurum=toplamKarimiz; vejeteryanSon=vejeteryanToplam; sucukSon=sucukluToplam; mantarSon=mantarliToplam; aciSon=aciliVejeteryanToplam; zarar=p.kalanMalzeme(); satisFiyati=toplamSatis; //Bulunan en karli durumu yazdiriyorum.Arama sonunda elimizde en karli durum olur.Ilk durum sifir atadim //sonraki durumlarla karsilastir daha karli ise o ana kadar ki en karli durumu bulmus oluyoruz. ml.sonDurumuYazdir(); System.out.println("Toplam satis--> "+satisFiyati+"nZarar: "+zarar); System.out.println("V:"+vejeteryanSon+"tS:"+sucukSon+"tM:"+mantarSon +"tAc:"+aciSon+"tAdetle yapilan kar->"+enKarliDurum+"n"); } Kar durum gelirse onun verilerini yedekliyor.Yani o ana kadar en karlı durumu kaçar tane menu üreterek bulduğunu yazıyor consola. Arama sonunda en karlı durumu yazar.Son çıktı en karlı olandır. Sonra menuUret(ml); kendi kendini tekrar çağırıyor. Bu şekilde soyut olarak bir ağaç oluşturuyor ve vejeteryandan sonrada diğer durumları test ediyor.Herhangi bir menü oluşturacak kadar malzeme kalmadıysa pizzaGeriEkle() metodunu çağırıp bir 10

üst noda mantıksal olarak çıktıktan sonra bir adet menüyü eksiltiyor.Aşağıdaki kodda vejeteryantoplamını azaltıyor. v1.pizzayaGeriEkle(); //Bir ust node cikarken yukarda 3 taneden 2 ye dusuru yani 1 azaltir sayiyi. if(vejeteryanToplam>0){ vejeteryanToplam-=1; } } Recursive metodun içeriği aşağıdaki gibidir. public void menuUret(MalzemeListesi ml) { Vejeteryan v1=new Vejeteryan(ml); if(v1.malzemeYetiyormu()){ if(v1.pizzaYap()){ vejeteryanToplam+=1; } durumlariKontrolEt(ml, v1); menuUret(ml); v1.pizzayaGeriEkle(); if(vejeteryanToplam>0){ vejeteryanToplam-=1; } 11

} Sucuklu s1=new Sucuklu(ml); if(s1.malzemeYetiyormu()){ if(s1.pizzaYap()){ sucukluToplam+=1; } durumlariKontrolEt(ml, s1); menuUret(ml); s1.pizzayaGeriEkle(); if(sucukluToplam>0){ sucukluToplam-=1; } } Mantar m1=new Mantar(ml); if(m1.malzemeYetiyormu()){ if(m1.pizzaYap()){ mantarliToplam+=1; } durumlariKontrolEt(ml, m1); menuUret(ml); m1.pizzayaGeriEkle(); 12

if(mantarliToplam>0){ mantarliToplam-=1; } } AciliVejeteryan ac1=new AciliVejeteryan(ml); if(ac1.malzemeYetiyormu()){ if(ac1.pizzaYap()){ aciliVejeteryanToplam+=1; } durumlariKontrolEt(ml, ac1); menuUret(ml); ac1.pizzayaGeriEkle(); if(aciliVejeteryanToplam>0){ aciliVejeteryanToplam-=1; } } } Recursive yani menuUret() metodun sonu. Test sınıfı içerisindeki mainde başlangıç değerleri oluşturulmuş ve MalzemeListesi sınıfının içinde malzeme tipinde bir ArrayList e addMalzeme(Malzeme tipinde başlangıç malzemeleri) metodu ile eklenmiş ve recursive olan menuUret() metodunu çağırıyor. //Baslangic degerleri,fiyat ve malzeme isimleri 13

Malzeme sogan = new Malzeme("Sogan", 3000, 5); Malzeme peynir = new Malzeme("Peynir", 1000, 15); Malzeme mantar = new Malzeme("Mantar", 2000, 20); Malzeme biber = new Malzeme("Biber", 3000, 10); Malzeme aci = new Malzeme("Aci", 1000, 25); Malzeme sucuk = new Malzeme("Sucuk", 1000, 30); MalzemeListesi ml = new MalzemeListesi(); ml.addMalzeme( sogan ); ml.addMalzeme( peynir ); ml.addMalzeme( mantar ); ml.addMalzeme( biber ); ml.addMalzeme( aci ); ml.addMalzeme( sucuk ); //Recursive olarak cagri yapiyoruz.Sanki node olusturuyormus gibi MenuUretRecursive menuNes=new MenuUretRecursive(); //Baslangic durumda toplam malzemeleri basar.Eger // kaldirisaniz menuNes.menuUret(ml); addMalzeme() metodu parametre olarak verilen malzeme nesnesini listeye ekliyor. public void addMalzeme(Malzeme m) { 14

liste.add(m); } MalzemeListesi sınınfı ayrıca getMalzeme() ve sonDurumuYazdir() isminde iki tane metoda sahip.Isimlerinden anlaşıldığı gibi biri gelen isimde mesela sogan malzemesi varsa geri dönderirken diğeri o anda yani kullanımdan sonra kalian malzeme miktarlarını consola yazıyor. //Gelen malzeme ismi listede varsa donderirir. public Malzeme getMalzeme(String isim) { for (Malzeme m : liste) { if( m.getIsim().equals(isim) ) return m; } return null; } //O anda kalan malzemeleri yazar. public void sonDurumuYazdir() { for (Malzeme m : liste) { System.out.println( m.getIsim() + ": " + m.getMiktar() ); } 15

} Malzeme sınıfı malzeme ismi, fiyatı ve miktarı isminde değişkenlere sahip.Yani bu sınıftan üretilen bir nesne bu değerleri kendi içerisinde barındırıyor. Sınıftaki bu değişkenlere get() ve set() metodularıyla erişilir.Ayrıca miktarDusur() ve miktarEkle() isminde iki tane de metodu var. Bu metodlar melzeme kulalnıldığında miktar azaltıp veya geri eklendiğinde tekrar ekliyorlar. Sınıfı yazacak olursak public class Malzeme { //Mlazemeismi,miktari ve fiyati.Mesela sogan,100 gr ve 1 ytl kilosu private String isim; private int miktar=0; private int fiyat; public Malzeme(String isim, int miktar, int fiyat) { this.isim=isim; this.miktar=miktar; this.fiyat=fiyat; } public String getIsim() { return isim; } 16

public int getMiktar() { return miktar; } public int getFiyat() { return fiyat; } //Tek tek miktarlari dusuruyor.Mesela sogan kullanilan miktar kadar toplamdan dusuluyor. public void miktarDusur(int miktar) { this.miktar -=miktar; } public void miktarEkle(int miktar){ this.miktar+=miktar; } } Son olarak menülerde ortak kullanılan abstarct Pizza sınıfını eklemeyi yeterli buluyorum. Rapora bakıldığında az-çok bilgimiz olsun diye kodları da eklemeyi tercih ettim. Direkt yazıyla açıklamaktansa kodlara da yer vermek daha iyi olacağını düşündüm. public class Malzeme 17

{ //Mlazemeismi,miktari ve fiyati.Mesela sogan,100 gr ve 1 ytl kilosu private String isim; private int miktar=0; private int fiyat; public Malzeme(String isim, int miktar, int fiyat) { this.isim=isim; this.miktar=miktar; this.fiyat=fiyat; } public String getIsim() { return isim; } public int getMiktar() { return miktar; } public int getFiyat() { 18

return fiyat; } //Tek tek miktarlari dusuruyor.Mesela sogan kullanilan miktar kadar toplamdan dusuluyor. public void miktarDusur(int miktar) { this.miktar -=miktar; } public void miktarEkle(int miktar){ this.miktar+=miktar; } } 19

1.3 Pizza Projesinin Çalışması Değerlendirme metodumuz(evulation function) kalan malzemelerden yeni bir menü oluşturulup oluşturulamayacağını test ediyor. Eğer menü oluşturulabiliyorsa true değerini dönderir. Yetecek kadar malzeme kalmamışsa false dönderir. Temel olarak var olan malzemelerden bir menü oluşturulmaya başlanıyor. Önce herhangi bir pizzadan başlayıp(biz vejeteryandan başlattık) o pizzadan malzemeler yetene kadar üretilmeye devam edilir. Sonra rekürsif metod içerisinde diğer pizzaların üretilip üretilmeyeceğinin kontrol yapılır. Eğer pizza üretilebiliyorsa pizzalar üretilir. Rekürsif fonksiyon tarafından yürütülen bu işlemler kalan malzemelerden başka hiçbir pizza üretilmeyene kadar devam eder. Eğer hiçbir pizza üretilmiyorsa mantıksal olarak düşündüğümüz ağaç yapısının yaprak düğümüne gelmiş bulunuyoruz demektir. Burada üretilen pizza adetlerinin sayısı ve kalan malzeme miktarları göz önüne alınarak karşılaştırmalar yapılır(durumlariKontrolEt()) ve en iyi sonuçlar değişkenler tutulur. Bundan sonra bu işlem yukarı düğüme çıkılarak(son dugumde harcanan malzeme geri eklenerek bir ust dugume cikiyor) yeni pizza oluşturulur. Bu şekilde en alttan başlayıp en üste gidene kadar ağac bu şekilde dolaşılır. En sonunda en iyi sonuç bulunur ve çıktı olarak ekrana yazdırılır. 20

Şekil 1.1 ağac yapısı 21

1.4 Pizza projesi Sınıf Diyagramı Şekil 1.2 Sınıf diyagramı (Umlet plugini kullandık) BÖLÜM 2 : KULLANILAN ALGORİTMALAR 2.1 Backtracking Algoritması Projemizde kullandığımız algoritmalardan birisi de Backtracking algoritmasıdır. Bu algoritmayı işleyiş olarak projemizde kullandık ve bu algoritmaya göre mantıksal olarak düşündüğümüz ağaç yapısında düğümler arasında dolaşırken en alt düğüme geldiğimizde daha fazla pizza üretilip üretilemeyeceğinin kontrol yapıyoruz ve eğer pizza üretemiyorsak 22

backtracking algoritmasında gibi tekrar üst düğüme çıkıyoruz ve tekrar alt düğümlere inerek kontrol yapıyoruz. Bu işlem artık bütün pizza oluşturma ihtimalleri bitene kadar devam eder. 2.2 Benzetimli Tavlama Algoritması (Simulated Annealing Search) Projemizde kullandığımız yapı temel olarak benzetimli tavlama algoritmasına çok yakın. Kısaca açıklayacak olursak; “YEREL ARAMA ALGORITMALARI Birçok optimizasyonprobleminde amaca giden yol önemsizdir, amaç durumu çözümün kendisidir. Durum uzayı= Tam düzeneklerin oluşturduğu küme (nasıl oluşturuldukları önemli değil) Düzenekleri sağlayan kısıtlar bulunur, Örnek, n-vezir problemi Bu durumlarda, yerel arama algoritmaları (local search algorithms) kullanılabilir. Bir adet güncel durum saklanır, bunun üzerinde oynamalar yapılır ve ilerleme sağlanmaya çalışılır. BENZETIMLITAVLAMAARAMASI(SIMULATEDANNEALINGSEARCH) Yaklaşım: Arada bir “kötü” beklenmeyen hareketler yaparak yerel maksimuma takılmaktan kurtulmak, (azalan sıklıkta)” Aynı benzetimli tavlama algoritmasındaki gibi arada farklı değerler üreterek yerel maksimum değerinden kurtulmaya çalışıyoruz. Bu şekilde en iyi pizza üretimi sonucunu bulmaya çalışıyoruz. Benzetimli tavlama algoritması bir bilgili arama algoritmadır. Bizim projemizde bilgi olarak malzeme miktarları pizzaları oluşturmak için ne kadar malzeme gerektiği bilgisi kullanılır. Bu bilgilere yeni pizza üretip üretemeyeceğinin kontrolü yapılır. Bu bilgilere göre yeni değerler üretilerek en iyi sonuç bulunur. 23

SONUÇLAR Sonuç olarak en iyi pizza üretimi ağaç yapısı oluşturulmadan rekürsif metod içerisinde gerçekleştirilerek en iyi pizza adetlerinin sonucu bulunmaya çalışılır. En iyi pizza sonuçlarını en sonunda yazdırarak proje amacına ulaştırılmış oldu. Bu sayede herhangi bir pizza dükkânı açmak isteyen birisi kendisi için en karlı olacak pizza üretimlerinin sayısını gün içerisinde herhangi bir zamanda bulabilecek. Buna göre pizzaların satılmasında müşterilere tavsiye ve yönlendirmelerde bulunarak en karlı kazanca erişebilecek. Bu uygulamada temel amaç recursive metodların tam anlamıyla kavrayabilmektir.Çünkü bazı problemler tabiatı gereği recursive metodlarla çözülmek zorunda kalıyoruz. Uygulamada tüm durumları kontrol edebilmek için mutlaka recursive metod kullanmak zorundayız. forlarla tüm durumları kontrol edemeyiz. 24

Şekil 3.1 Programın çıktısı Şekiller Şekil 1.1 Ağaç Yapısı . ………………………21 Şekil 1.2 Sınıf Diyagramı ……….. ……………..22 Şekil 3.1 Programın Çıktısı ………………………..25 Kodları: http://www.ethemsulan.com/projects linkinde bulabilirsiniz. 25

Rapor

by ethemsulan on Aug 08, 2010

Accessibility

Categories

Tags

Upload Details

Usage Rights

1 Embed 1

Statistics

Rapor — Document Transcript