Оптимизация алгоритмов в головоломке human resource machine по числу команд и операций

Бесплатный доступ

Видеоигры являются одним из распространенных видов современного досуга, а также относятся к синтетическому искусству коллективного авторства. Достаточно много написано о вреде компьютерных игр, однако есть и исследования, свидетельствующие о пользе некоторых их видов, в том числе различных головоломок. Часть из них являются весьма специфическими продуктами, в частности, различные симуляторы программирования. Цель исследования. Данная работа посвящена оптимизации наиболее сложных алгоритмов в видеоигре Human Resource Machine в соответствии с принятыми в ней критериями оптимальности. Предполагается, что решение каждой задачи должно содержать не более заданного числа команд и выполняться не более чем за определенное количество шагов. Для большей части задач может быть найдено решение, одновременно удовлетворяющее обоим критериям, однако некоторые головоломки требуют реализации двух отдельных алгоритмов. Всего в игре 36 задач различного типа и уровня сложности, из них выбрано 6 доставивших автору наибольшие трудности при прохождении. Материалы и методы. В работе описываются идеи и алгоритмы решения задач на естественном языке, удовлетворяющие заданным ограничениям, а также приводятся результирующие значения количества команд в коде и операций в процессе его исполнения. Точные решения не приводятся, поскольку в силу громоздкости игрового языка соответствующие алгоритмы с комментариями оказались слишком объемны для статьи. Кроме того, данная статья призвана лишь констатировать возможность нахождения собственных оптимальных решений рассматриваемых головоломок. Результаты. Для двух задач из шести рассмотренных в работе удалось получить алгоритмы, удовлетворяющие ограничениям и по числу команд, и по количеству операций. Для оставшихся четырех задач разработано по паре алгоритмов, каждый из которых удовлетворяет одному из ограничений. Заключение. По результатам проделанной работы можно утверждать, что существуют компьютерные игры, которые являются не просто развлечением, а могут представлять собой весьма непростой интеллектуальный вызов. Нахождение оптимальных решений в головоломках Human Resource Machine оказалось весьма непростым и интересным занятием, позволившим избавиться от шаблонов и иначе взглянуть на некоторые классические задачи программирования.

Еще

Видеоигра, головоломка, программирование, сортировка, оптимизация алгоритма

Короткий адрес: https://sciup.org/147239446

IDR: 147239446   |   УДК: 004.424.5,   |   DOI: 10.14529/ctcr220402

Commands amount and execution steps optimization in human resource machine puzzles solution algorithms

Videogames are one of the most common forms of modern leisure, and also can be viewed as a form of collective authorship synthetic art. We often hear about computer games health hazard, but there are also studies indicating the benefits of some of their types, including various puzzles. Some puzzle videogames are very specific products, in particular, various programming simulators. Aim. In this work we consider the most complex algorithms optimization in the video game Human Resource Machine according to in-game optimality criteria. It is assumed that each task solution should contain no more than a given number of commands and be executed in no more than a certain number of steps. For most problems, a solution that simultaneously satisfies both criteria can be found, but some puzzles require two separate algorithms development. There are 36 tasks of various types and difficulty in the game, we selected 6 of them that proved to be the most difficult for optimization. Materials and methods. The issue describes chosen problems solving ideas and algorithms in natural language that satisfy both in-game optimality criteria, and also provides the resulting values of code commands number and amount of execution operations. Exact solutions are not included in the issue, because due to the game language cumbersome nature the corresponding algorithms with comments are too ponderous for the article. In addition, this article’s purpose is only to state the possibility and basic ideas of optimal solutions to the puzzles under consideration and not describing solutions themselves. Results. For two of the six tasks considered in the issue, we managed to obtain algorithms that satisfy the limitations both in the numbers of commands and operations. For the remaining four tasks, a couple of algorithms have been developed, one for each constraint. Conclusion. Based on the results of this issue we can confirm that there are computer games that are not just for entertainment, sometimes they can offer a real intellectual challenge. Finding optimal puzzles solutions in Human Resource Machine turned out to be a difficult and interesting task, which allowed us to break patterns and take a different look at some classical programming problems.

Еще

Список литературы Оптимизация алгоритмов в головоломке human resource machine по числу команд и операций

  • Месеняшина Л.А., Селютин А.А. Компьютерная игра: аттракцион? Искусство? // Знак: проблемное поле медиаобразования. 2011. № 1 (7). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ kompyuternaya-igra-attraktsion-iskusstvo (дата обращения: 23.08.2022).
  • Шереметьева М.А. Статус компьютерных игр в современной культуре // Ярославский педагогический вестник. 2019. № 6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/status-kompyuternyh-igr-v-sovremennoy-kulture (дата обращения: 23.08.2022).
  • Sälceanu C. The Influence of Computer Games on Children's Development. Exploratory Study on the Attitudes of Parents // Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2014. Vol. 149. P. 837-841. DOI: 10.1016/j.sbspro.2014.08.323. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S1877042814050368 (дата обращения: 23.08.2022).
  • P82 Assessment of Correlation Between EEG Frequency Subbands and HRV in Playing Puzzle Video Game / S. Gündogdu, Ö.H. £olak, E. Apaydin Dogan, E. Gülbetekin, Ö. Polat // Clinical Neurophysiology. 2020. Vol. 131, iss. 4. P. e217-e218. DOI: 10.1016/j.clinph.2019.12.080. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1388245719314464 (дата обращения: 23.08.2022).
  • Kim M. Does playing a video game really result in improvements in psychological well-being in the era of COVID-19? // Journal of Retailing and Consumer Services. 2021. Vol. 61. DOI: 10.1016/j.jretconser.2021.102577. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0969698921001430 (дата обращения: 23.08.2022).
  • Zhao W., Shute V.J. Can playing a video game foster computational thinking skills? // Computers & Education. 2019. Vol. 141. DOI: 10.1016/j.compedu.2019.103633. URL: https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0360131519301861 (дата обращения: 23.08.2022).
  • Oei A.C., Patterson M.D. Playing a puzzle video game with changing requirements improves executive functions // Computers in Human Behavior. 2014. Vol. 37. P. 216-228. DOI: 10.1016/j.chb.2014.04.046. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0747563214002672?via%3Dihub (дата обращения: 23.08.2022).
  • Шмелев Б.А. Лингводидактический потенциал обучающих компьютерных игр // Вестник ТГУ. 2021. № 192. DOI: 10.20310/1810-0201-2021-26-192-58-69. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/lingvodidakticheskiy-potentsial-obuchayuschih-kompyuternyh-igr (дата обращения: 20.08.2022).
  • How instructional context can impact learning with educational technology: Lessons from a study with a digital learning game / B.M. McLaren, J.E. Richey, H. Nguyen, X. Hou // Computers & Education. 2022. Vol. 178. DOI: 10.1016/j.compedu.2021.104366. URL: https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0360131521002438 (дата обращения: 23.08.2022).
  • Maji A.K., Jana S., Pal R.K. An Algorithm for Generating only Desired Permutations for Solving Sudoku Puzzle // Procedia Technology. 2013. Vol. 10. P. 392-399. DOI: 10.1016/j.protcy.2013.12.375. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212017313005379 (дата обращения: 23.08.2022).
  • Anu Th., Sangeetha S. Towards a Semantic Approach for Candidate Answer Generation in Solving Crossword Puzzles // Procedia Computer Science. 2020. Vol. 171. P. 2310-2315. DOI: 10.1016/j.protcy.2013.12.375. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877050920312424 (дата обращения: 23.08.2022).
  • Jiang M., Tejada P.J., Wang H. Quell // Theoretical Computer Science. 2015. Vol. 593. P. 70-78. DOI: 10.1016/j.tcs.2015.05.044. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0304397515004983 (дата обращения: 23.08.2022).
  • Васильев А.П., Абрамов А.Х. Искусственный интеллект на основе нейронных сетей // Academy. 2018. № 5 (32). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-na-osnove-neyronnyh-setey (дата обращения: 20.08.2022).
  • Crippa M., Lanzi P.L., Marocchi F. An analysis of Single-Player Monte Carlo Tree Search performance in Sokoban // Expert Systems with Applications. 2022. Vol. 192. DOI: 10.1016/j.eswa.2021.116224. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0957417421015372?via%3Dihub (дата обращения: 23.08.2022).
  • A solver of single-agent stochastic puzzle: A case study with Minesweeper / Ch. Liu, Sh. Huang, G. Naying et al. // Knowledge-Based Systems. 2022. Vol. 246. DOI: 10.1016/j.knosys.2022.108630. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950705122002842 (дата обращения: 23.08.2022).
Еще