Male ja arvutid: Turing, ajalugu ja maletarkvara
Male ja arvutid on olnud seotud juba arvutite algusaegadest saadik. 19. sajandil mõtles selle idee välja Charles Babbage,p87 ja juba 20. sajandi keskpaigas käsitles teemat põhjalikult Alan Turing, matemaatik ja Bletchley Parki koodimurdja. Turing ei olnud väga tugev maletaja, kuid ta töötas välja ühe varasema mõttekatse-algoritmi (nn Turochamp) ning oli üks esimesi, kes nägi, et masinad võivad teoreetiliselt lahendada keerukaid mõtlemisülesandeid — talle omistatakse tihti ka arvutiteaduse alustalad. Male ja arvutite ühendamine on alates sellest ajast järjest kiiremini arenenud, nii teoreetiliselt kui ka praktiliste programmide kujul.
Ajaloolised põhisammud
Varased ideed ja esimesed prototüübid olid lihtsad: Claude Shannon kirjeldas 1950. aastal malemängu programmeerimise teoreetilisi aluseid ja otsingustrateegiaid; Turing pakkus välja mänguotsuse algoritmi, mida ta ise käsitsi simuleeris (Turochamp). Varsti hakkasid ilmuma esimesed arvutil jooksnud lahendused, näiteks väga piiratud probleeme lahendavad programmid (mate in two jt) 1950.ndate alguses. Aja jooksul arendati välja efektiivsed otsingu- ja lõikusalgoritmid (näiteks minimax koos alpha–beta lõikusega), hindamisfunktsioonid, avapanga kasutamine ning lõpumaterjalide tabelid. Murdepunktiks oli 1997. aasta, kui IBM-i Deep Blue võitis maailmameister Garry Kasparovit — see tõi avalikkuse ette masinate praktilise üleoleku teatud tingimustes. Viimastel aastatel on toimunud uus hüpe tänu tehisnärvivõrkudele: AlphaZero ja Leela Chess Zero kasutavad masinõpet ja eneseõpet ning kombineerivad seda traditsiooniliste otsingumeetoditega.
Maletarkvara tüübid ja nende ülesanded
Praegune maletarkvara jaguneb peamiselt kaheks:
- Mängumootorid (engines) — programmid, mis mängivad malet välja nagu vastane. Nad kasutavad otsingualgoritme, hindamisfunktsioone, avapanku ja lõpumaterjalide andmebaase. Näited on Stockfish, Komodo ja Leela Chess Zero. Mängumootorid võivad töödelda miljoneid seisundeid sekundis ning neid kasutatakse nii võrgumängudes, turniirianalüüsides kui ka teadustöös.
- Õppimis- ja analüüsitööriistad (GUI, treeningprogramm) — need on kasutajaliidesed ja abivahendid, mis aitavad inimestel õppida, analüüsida partiisid, lugeda avanguid ja lahendada ülesandeid. Neid programme ühendatakse tihti mängumootoritega, et pakkuda sügavat analüüsi, visuaalseid selgitusi ja treeningrežiime.
Paljud tänapäevased lahendused kombineerivad mõlema tüübi omadusi: sama tarkvara pakub nii mängimisvõimalust, analüüsi kui ka õppematerjale ning lubab mootoritel töötada koos graafilise liidesega.
Kuidas maletarkvara töötab (lihtsustatud)
Peamised komponendid on:
- Otsing — programm genereerib võimalikud käigud ja hindab nende tulemusi sügavuti, kasutades näiteks minimaxi ja alpha–beta lõikust, et leida parim käik.
- Hindamisfunktsioon — annab iga seisule arvulise skoori, võttes arvesse materjali, positsiooni, kontrolli kesklaua üle, kuninga turvalisust jpm.
- Avapank — etteantud avangute andmebaas, mis võimaldab mootoril mängida tuntud ja tugevaid avangujärjestusi ilma kallist otsingut algfaasis.
- Lõpumaterjalide tabelid — perfektse lahendusega andmebaasid väikeste materjalikonfiguratsioonide jaoks, mis tagavad optimaalse mängu lõpufaasis.
- Masinõpe ja neurivõrgud — uuemad mootorid kasutavad süvaõppega treenitud võrke positsioonide hindamiseks ja käiguteede otsimiseks, mis muutis traditsioonilist malemootorite arhitektuuri.
Praktiline tähendus: tänapäevased maletööriistad aitavad harrastajatel ja professionaalidel kiiremini õppida, leida vigasid ja ette valmistuda vastaste vastu. Samal ajal on masinavõimekus muutnud malet ka teaduslikuks laboriks, kus uuritakse otsinguoptimeerimist, tehisintellekti ja mänguteooriat.
Kokkuvõttes on male ja arvutid arenenud koos — alates teoreetilistest mõttekatseidest kuni võimsate mootoriteni, mis suudavad analüüsida ja mängida tasemel, mis ületab parimaid inimesi. See valdkond ühendab ajalugu, matemaatikat, arvutiteadust ja pidevat tehnoloogilist innovatsiooni.
Malemootorid
Malemootorid on arvutisüsteemid, mis suudavad mängida malepartiisid inimvõistlejate vastu. Neid on loodud palju; nad suudavad mängida meistritasemel, kuigi nende protsessid erinevad üsna palju inimese omast.p87 Parimad mootorid kõige kiirematel arvutitel on võitnud mänge nii Kasparovi kui ka Kramniku vastu, kuid tarkvara saab kasutada ka lihtsama tasemega õppija jaoks.
Võistlused toimuvad mootorite omavahelise võistluse teel ja tulemused avaldatakse. Toimuvad arvutisõidu maailmameistrivõistlused, kus reeglite üksikasjad võivad määrata, milline tarkvara võidab. Tarkvara võib hinnata ka muudel skaaladel, näiteks kasutusmugavuse järgi.
Fritz
Fritz on Frans Morschi ja Mathias Feisti koostatud saksakeelne maleprogramm, mille on välja andnud ChessBase. See on praegune turuliider. On olemas ka teistsugune Fritz nimega Deep Fritz, mis on tehtud mitme protsessori jaoks. Viimased tarbijatoodete liigid on Deep Fritz 12 ja Fritz 12. Neile tuli arvustus Josh Waitzkinilt, kes ütles, et "Fritz on nagu naine, kellega ei saa koos. See lihtsalt ajab (paneb) sind mõtlema nii, nagu sa pole kunagi varem mõelnud".
Shredder
Shredder on juhtiv mootor. See kuulub ka ChessBase'ile. See on saadaval erinevates vormides: Shredder 12, Deep Shredder 12; Shredder Classic. Sellel on kõva maine.
Rybka
Rybka, Vasik Rajlichi toode, on Shredderi peamine konkurent. Rybka 4 on nende uusim versioon.
Male andmebaasid
Malendiandmebaasid tegelikult ei mängi. Nad annavad juurdepääsu malemeistrite salvestatud ajaloole. On kaks komponenti. Esiteks on tarkvara, mis võimaldab andmebaasi materjali otsida ja korrastada. Siis on tegelik andmebaas, tavaliselt üks kuni neli miljonit partiid.
Praktikas kasutatakse andmebaase kahel eesmärgil. Esiteks selleks, et mängija saaks treenida oma võimeid konkreetsetel avanemistel. Teiseks, et otsida konkreetseid vastaseid, et näha, mida nad mängivad, ja valmistuda nende vastu eelnevalt.
Malendiandmebaaside olemasolu on üks võimalus, kuidas noored mängijad saavad juba varases eas meisterlikkust saavutada.
ChessBase
ChessBase on suurim andmebaas, mida kasutavad laialdaselt meistrid. Kuigi seda saab kasutada internetis, laeb enamik kasutajaid tarkvara ja andmed oma sülearvutisse alla. Seejärel võtavad nad sülearvuti turniiridele kaasa, et aidata partiideks valmistuda. Mängijad ei pruugi kasutada partiide ajal arvutit või muid abivahendeid, kuid palju ettevalmistustööd toimuvad kulisside taga. ChessBase tuleb osta ja see ei ole odav.
Uus malemängus
Tegemist on hollandi ajakirjaga edasijõudnutele, mille teenuste hulka kuulub ka veebipõhine andmebaas nimega NicBase. NicBase on tasuta ja selles on üle miljoni mängu.
Chessgames
Chessgames.com haldab partiide on-line andmebaasi. See on osaliselt tasuta, kuid nõuab registreerimist. Täielik juurdepääs kõigile selle võimalustele on üsna tagasihoidliku tellimuse alusel. Andmebaasis on üle poole miljoni partii.
On-line mängusaalid
On veebisaite, millega mängija saab liituda (tasu eest) ja mängida võrgus. Sellisel juhul mängib tellija teiste tellijate, mitte arvuti vastu. Liikmete hulgas on igasuguse tasemega mängijaid ja pakutakse erinevaid üritusi erineva mängutempoga. Kaks turuliidrit on järgmised:
Interneti maleklubi
Playchess
Küsimused ja vastused
Küsimus: Millal ühendati esmakordselt male ja arvuti?
V: Male ja arvutid on olnud seotud juba arvutite algusaegadest alates.
K: Kes mõtles 19. sajandil välja idee ühendada male ja arvutid?
V: Charles Babbage mõtles 19. sajandil välja idee ühendada male ja arvutid.
Küsimus: Kes mõtles tänapäeval välja idee ühendada male ja arvutid?
V: Alan Turing, matemaatik ja Bletchley Parki koodimurdja, mõtles mõttele ühendada male ja arvutid tänapäeval.
K: Kas Alan Turing oli hea maletaja?
V: Ei, Alan Turing ei olnud väga hea maletaja.
K: Mida on arvutiteaduses Alan Turingile omistatud?
V: Alan Turingile omistatakse arvutiteaduse loomine.
K: Mitu tüüpi maleprogramme on olemas ja millised need on?
V: On kahte tüüpi maleprogramme. Üks mängib inimese vastu; teine aitab kasutajal saada paremaks mängijaks.
K: Kas kahte tüüpi maleprogramme saab panna koos töötama?
V: Jah, kahte tüüpi maleprogramme saab panna koos töötama, kuigi neil on erinevad funktsioonid ja nad töötavad erinevalt.
