Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено icon

Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено




Скачати 116.67 Kb.
НазваМетодичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено
Дата14.09.2012
Розмір116.67 Kb.
ТипМетодичні вказівки

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ


Вінницький національний технічний університет

Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління


С.Д.Штовба


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ


до самостійного вивчення курсу


ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ ТЕХНОЛОГІЇ ОПТИМІЗАЦІЇ


ЗАТВЕРДЖЕНО


на засіданні кафедри комп'ютерних систем управління


Протокол №1 від 1 вересня 2009 р.


Вінниця ВНТУ 2009




ВСТУП

Дисципліна “Інтелектуальні технології оптимізації” надає студентам базові теоретичні знання та сприяє набуттю практичних навичок із теорії множин, теорії алгоритмів, формальних систем, графів та дискретних екстремальних задач, які необхідних для розуміння студентами місця та ролі дискретної математики в майбутній фаховій діяльності.

Знання, набуті студентами, будуть витребуванні під час професійної діяльності в галузі створення та експлуатації систем управління і автоматики.

В результаті вивчення дисципліни студенти знатимуть:

  • місце і роль інтелектуальних технологій оптимізації в сучасній науковій та фаховій діяльності інженерів-електриків;

  • термінологію інтелектуальних технологій оптимізації;

  • теоретичні основи та алгоритми розв'язання задач лінійного, нелінійного, динамічного програмування;

  • популярні пакети для вирішення задач оптимізації.

На основі набутих знань студенти вмітимуть: застосовувати інтелектуальні технології оптимізації для розв’язання практичних задач.


При вивченні дисципліни студентам знадобляться знання з “Вищої математики”, “Алгоритмічних мов та програмування”, “Дискретної математики” та “Дослідження операцій”. Отримані знання використовуватимуться при вивченні дисциплін “Теорія автоматичного управління”, “Теорія інформації та кодування”, “Автоматизовані системи управління технологічними процесами”, “Штучний інтелект та розпізнавання образів”, “Інтелектуальні технології” в дипломному проектуванні та при підготовці магістрів
^

ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ ТЕМ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ



Вступ

Мета і задача курсу. Основні терміни і визначення. Необхідні умови застосування оптимiзаційних методів. Застосування методів оптимізації в інженерній практиці.

Література: основна [1 С.7-13, 2 С. 84-99]; додаткова [2 С. 12-27].


^ Класифікація задач оптимізації

Класична постановка задачi оптимiзацiї. Класифікація задач оптимізації: скалярні та векторні, лінійні та нелінійні, безумовні та умовні, локального та глобального пошуку розв’язку, неперервні та дискретні.

Література: основна [1 С.14-20, 2 С. 9–17, 6 С. 12–36, 8 С. 4–12].


^ Методи скаляризації векторних задач оптимізації

Множина Парето. Складності векторної оптимізації. Класифікація методів скаляризації: згортка через інтегральний критерій; перетворення до задач умовної оптимізації; цільове програмування; комбінація методів.

Література: основна [1 С.23-27, 2 С. 96–101]; додаткова [1 С. 11–17, 5 С. 7–9].


^ Огляд методів пошуку оптимуму функції однієї змінної

Класичний метод знаходження екстремуму функції однієї змінної. Методи знаходження екстремуму унімодальної функції без та з використання похідних. Порівняння методів.

Література: основна [3 С.19–29, 6 С.39–45].


^ Безумовна оптимізація функції багатьох змінних

Знаходження естремуму функції багатьох змінних. Постановка задачі. Необхідні умови екстремума функції багатьох змінних. Методи нульового, першого, другого порядків та квазіньютоновські методи. Порівняння збіжності методів..

Література: основна [2 С.81–88, 5 С.29–36].

^ Метод невизначених множників Лагранжа

Особливостi нелiнiйних задач оптимiзацiї. Класичнi умови екстремума. Метод невизначених множників Лагранжа. Приклад.

Література: основна [2 С.94–99, 6 С.88-98, 8 С.28–33].


^ Метод штрафних функцій

Застосування методів безумовної оптимізації для задач з обмеженнями. Метод штрафних функцій. Типи штрафів. Приклад.

Література: основна [6 С. 350–398, 8 С.35-39].


^ Динамiчне програмування

Основнi поняття. Принцип оптимальностi Беллмана. Задача про розподіл продукції по супермаркетам.

Література: основна [2 С.93-106, 4 С. 99–105].


^ Метаеврестичні алгоритми пошуку оптимальних розв’язків

Складності класичнихм методів оптимізації. Типова схема метаеврестичних алоритмів.

Література: основна [3 С.124–130, 9]


^ Оптимізація за алгоритмом імітації відпалу

Ідея оптимізації за імітацією відпалу. Схема базового алгоритму. Приклад.

Література: основна [3 С.131–135].


^ Базовий мурашиний алгоритм та його застосування до задачі про комівояжера.

Основні принципи функціонування колонії мурах: додатній та від’ємний зворотній зв’язки, випадковість та багатократність дій. Стигмержі та феромони. Мурашиний алгоритм оптимізації маршруту комівояжера. Порівняння з іншими метаевристичними алгоритмами оптимізації.

Література: основна [9].


Покращенні мурашині алгоритми.

Алгоритми з елітними мурахами, ранговий алгоритм, ACO, Max-Min-алгоритм.

Література: основна [9].

^ ВКАЗІВКИ ДО ПІДГОТОВКИ ДО ПРАКТИЧНИХ РОБІТ

Визначення екстремальних точок функції однієї змінної.

Постановка задачі. Знаходження похідних цільової функції. Знаходження та аналіз стаціонарних точок.

Література: основна [2 С.97-113, 6 С. 84-99].


^ Чисельна апроксимація градієнту.

Постановка задачі. Знаходження похідних цільової функції. Апроксимація похідних за допомогою кінцевих різниць уперед, кінцевих різниць назад та середніх кінцевих різниць. Аналіз результатів.

Література: основна [6 С. 12–36].


^ Пошук оптимуму функції багатьох змінних градієнтним методом

Постановка задачі. Вибір початкової точки. Покрокове вирішення задачі. Порівняння з аналітичним розв’язком.

Література: основна [С. 96–101, 6 С. 111–117, 8 С. 7–9].


^ Оптимізація задачі розподілу ресурсів за методом динамічного програмування.

Постановка задачі. Визначення правила домінування. Покрокове вирішення задачі.

Література: основна [4 С.93-106, 7 С. 99–125].


^ Оптимізація за алгоритмом імітації відпалу

Постановка задачі. Встановлення температури відпалу. Покрокове вирішення задачі.

Література: основна [3 С.137–145].


^
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ ДЛЯ
САМОСТІЙНОГО ВИКОНАННЯ

Електроні бази даних статей та підручників з інтелектуальних технологій оптимізації.

Література: основна [1 С.7-13, 2 С. 84-99]; додаткова [2 С. 12-27].

Типи інтегральних критеріїв.

Література: основна [1 С.23-27, 2 С. 96–101]; додаткова [1 С. 11–17, 5 С. 7–9].


Складність алгоритмів.

Література: основна [3 С.19–29, 6 С.39–45].


Визначеність матриці, квадратична форма.

Література: основна [2 С.81–88, 5 С.29–36].


Зв’язок множників Лагранжа з тіньовими цінами із задачі лінійного програмування.

Література: основна [2 С.94–99, 6 С.88-98, 8 С.28–33].


Порівняльний аналіз програмних пакетів розв’язання задач неперервної оптимізації.

Література: основна [6 С. 350–398, 8 С.35-39].


Експериментальні дослідження часу розв’язання тестових задач TSPLIB.

Література: основна [9].


Застосування методів локального пошуку в мурашиній оптимізації.

Література: основна [9].


^ ВКАЗІВКИ ДО ПІДГОТОВКИ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ


Багатокритеріальне оцінювання веб-сайтів

Визначення сайтів для оцінювання. Обгрунтування переліку критеріїв. Оцінювання сайтів за кожним критерієм. Ранжування сайтів за трьома різними методами. Порівняння результатів.

Література: основна [7 С.97-113, 8 С. 44-46]; додаткова [4 C.208-222].


^ Дослідження залежності тривалості оптимізації від розмірності задачі.

Експериментальне дослідження тривалості знаходження оптимуму цільової від кількості її аргументів. Апроксимація експериментальних даних теоретичною залежністю. Визначення складності алгоритму оптимізації

Література: основна [8 С. 5–16].


^ Порівняльний аналіз методів безумовної оптимізації.

Експериментальне порівняння 6-ти методів безумовної оптимізації при знаходженні екстремуму тестової функції. Аналіз точності розв’язку та тривалості оптимізації.

Література: основна [8 С.14-28].


^ Дослідження залежності якості розв’язку від кількості початкових точок.

Експериментальне визначення залежності якості розв’язку багатоекстремальної задачі умовної оптимізації від кількості початкових точок. Проведення 10 серій експериментів та побудова усереднених залежностей.

Література: основна [8 С.41–46].
^ ОРГАНІЗАЦІЯ ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ ЗА МРС


Трудомісткість дисципліни 5*72= 360.

Трудомісткість модуля 1: 100.

Трудомісткість модуля 2: 260.


Таблиця 1 – Відповідність оцінок

% балів

Оцінка

Абс. бальна за 1-й модуль

Абс. бальна за 2-й модуль

Абс. бальна з дисципліни

за нац. шкалою

за 12-бальною шкалою

за шкалою ECTS

[100, 97]

відмінно

5+

A

100–97

253-260

350-360

[94, 97)

5

94–96

245-252

339-349

[91, 94)

5-

91– 93

237-244

328-338

[85, 91)

добре

4+

B

85 – 90

221-236

306-327

[80, 85)

4

C

80 – 84

208-221

288-305

[75, 80)

4-

75 – 79

195-207

270-287

[71, 75)

задовільно

3+

D

71 – 74

185-194

256-269

[68, 71)

3

E

68 – 70

177-184

245-255

[65, 68)

3-

65 – 67

169-176

234-244

[40, 65)

незадовільно

*

FX

40 – 64

104-168

144-233

[27, 40)

2+

F

27 – 39

71-103

98-143

[14, 27)

2

14 – 26

37-70

51-97

[0, 14)

2-

0 – 13)

0-36

0-50


Таблиця 2 – Кількість і зміст модулів

Модуль

Кредити

Лекції, год.

Практичні заняття, год.

Лабораторні заняття, год.

Колоквіум.

І

1

14

4

7




ІІ

1

14

3

7

1


Таблиця 3 – Оцінюванння знань, умінь навичок студентів з окремих видів робіт та в цілому по модулях (в балах)

Вид роботи

Модуль


І

ІІ

1. Виконання та захист лабораторних робіт

100

100

2. Відповіді на практичних заняттях



10

3. Колоквіум



150

Всього


100

260



ЛІТЕРАТУРА
^

Основна література


  1. Вентцель Е.С. Исследование операций: Задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1980.- 256с.

  2. Глушков В.М. Введение в АСУ. К.: Технiка, 1974.- 320с.

  3. Ежов А.А., Шумский  С.А. Нейрокомпьютинг и его применение в экономике и бизнесе. М.: 1998. – 222 с.

  4. Калихман И.Л., Войтенко М.А. Динамическое программирование в примерах и задачах: Учеб. пособие. – М.: Высшая школа, 1979.- 125с.

  5. Растригин Л.А. Случайный поиск. М.: Знание, 1979. - 64 с.

  6. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Регсдел К. Оптимизация в технике . М.: Мир, 1986., Кн.1 - 349с., Кн.2 – 320 с.

  7. Шикин Е.В., Шикина Г.Е. Исследование операций. Уч–к. М.: Изд–во «Проспект», 2006. – 280 с.

  8. Штовба С.Д. Методи оптимізації в середовищі MATLAB. Лабораторний практикум: Навч. посіб. Вінниця: ВДТУ, 2001.- 56с.

  9. Штовба С.Д. Муравьиные алгоритмы: теория и применение // Программирование. – 2005. – №4.– C. 1–16.


Додаткова література

  1. Моисеев Н.Н., Ивенилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. – М.: Наука, 1978. - 362с.

  2. Ногин В.Д., Протодьяконов И.О., Евлаптиев И.И. Основы теории оптимизации: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 1986. - 384с.

  3. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. - М.: Наука, 1983. -384с.

  4. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети. – Винница: УНІВЕРСУМ–Вінниця, 1999. – 320 с.

  5. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. М.: Наука.  1986.  328с.




Схожі:

Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconМетодичні вказівки до практичних занять з курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено
Знання, набуті студентами, будуть витребуванні під час професійної діяльності в галузі створення та експлуатації систем управління...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconС. М. Мордовцев методичні вказівки до самостійного вивчення курсу «Інформаційні системИ І технології в обліку»
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу «Інформаційні системи І технології в обліку» (для студентів заочної форми навчання...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення курсу інформаційні технології в системах управління затверджено
Вступ. Мета І задача курсу. Основні терміни, визначення І класифікація інформаційних технологій
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення курсу "Споживачі електроенергії "
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу "Споживачі електроенергії" (для студентів 4 курсу денної І 5 курсу заочної форм...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення курсу “Фінансовий ринок”
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу “Фінансовий ринок” І проведення практичних занять (для студентів 5 курсу спеціальності...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення курсу «фінансова статистика»
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу «Фінансова статистика» (для студентів 3 курсу заочної форми навчання спец. 050100...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу “Основи екології” (для студентів 2 курсу денної форми навчання спеціальності 070900...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconХарківська національна академія міського господарства с. С. Родченко методичні вказівки до самостійного вивчення курсу
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу «Система національних рахунків» (для студентів заочної форми навчання за напрямом...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconМіністерство освіти І науки украіни харківська національна академія міського господарства в. Ю. Світлична методичні вказівки для самостійного вивчення курсу «фінанси»
Методичні вказівки для самостійного вивчення курсу «Фінанси» (для студентів 4 курсу денної форми навчання напряму підготовки 030601...
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено iconК. В. Данова методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних занять самостійного вивчення курсу та виконання контрольної роботи з дисципліни «Охорона праці в...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи