ADABA: uma nova abordagem de distribuição do Alfa-Beta - aplicação ao domínio do jogo de Damas

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Tomaz, Lídia Bononi Paiva
• Orientador(a): Julia, Rita Maria da Silva
• Banca de defesa: Cozman, Fábio Gagliardi , Hubner, Jomi Fred , Faria, Elaine Ribeiro , Gabriel, Paulo Henrique Ribeiro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Algoritmos de busca; Search algorithms; Busca distribuída; Distributed Search; Alfa-Beta; Alpha-Beta; APHID; Computação; YBWC; Jogo de damas por computador; ADABA; Algoritmos de computador; Jogos Soma Zero; Zero-sum games; Jogadores Automáticos de Damas; Automatic Checkers players; Sistemas Multiagentes; Multiagent Systems
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE INFORMACAO
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24628; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.316

No cenário de agentes jogadores, é imprescindível que se conte com um apropriado algoritmo de busca apto a tomar decisões acertadas, em tempo satisfatório, em ambientes competitivos nos quais adversários tentam minimizar o êxito dos mesmos. As árvores Alfa-Beta estão na essência da maioria dos atuais algoritmos existentes para tomada de decisão em tais cenários, sendo que a qualidade da solução tende a melhorar na medida em que se eleva o nível de profundidade dessas árvores. Tal fato vem servindo de motivação para um esforço em pesquisa visando a propor versões distribuídas do Alfa-Beta que melhorem o desempenho do algoritmo serial, de forma a permitir a exploração de níveis mais profundos da árvore de busca. Dentre estas versões, destaca-se o APHID ("Asynchronous Parallel Hierarchical Iterative Deepening"), que é um modelo mestre-escravo cujas vantagens principais são a adaptabilidade para operar em arquiteturas de memória distribuída e compartilhada, bem como o fato de prover uma redução das sobrecargas de comunicação e de sincronização em comparação com outras versões distribuídas do Alfa-Beta. Apesar destas contribuições, o APHID apresenta notórias fragilidades no que diz respeito às políticas de: atualização da janela Alfa-Beta dos processadores escravos; prioridade da execução das tarefas a serem executadas por esses mesmos processadores; e "thread" única alocada ao processador mestre para tratar os resultados retornados pelos escravos. Neste contexto, o presente trabalho como metas principais: inspirado no APHID, propor uma nova versão distribuída assíncrona do Alfa-Beta - denominada ADABA ("Asynchronous Distributed Alpha-Beta Algorithm") - que combata as fragilidades do algoritmo distribuído original; e, objetivando dispor de uma ferramenta para avaliar o desempenho do algoritmo proposto, implementar um sistema multiagente jogador de Damas, denominado D-MA-Draughts, cujo processo de busca seja conduzido por ele. Os resultados dos experimentos, avaliados em arquitetura de memória distribuída, corroboram a melhoria de desempenho provida pelo ADABA, inclusive em termos de taxas de vitória.