Программа дисциплины ен. В. 01 Методы оптимизации Цели и задачи дисциплины: Цели преподавания дисциплины
Вид материала | Программа дисциплины |
- Программа дисциплины опд. Р. 02 Страноведение и лингвострановедение, 1 курс Цели, 139.31kb.
- Программа дисциплины дпп. Ф. 03 История России 1917 1941 гг. Цели и задачи учебной, 483.85kb.
- Программа дисциплины сд. 05 Прогнозирование национальной экономики Цели и задачи дисциплины:, 199.96kb.
- Программа дисциплины «Маркетинг», 72.86kb.
- Программа дисциплины фдт. 04 Проза русского зарубежья: проблемы поэтики Цели и задачи, 102.04kb.
- Программа дисциплины опд. Р. 01 Экономическая история Цели и задачи дисциплины, 477.48kb.
- Аннотация программы дисциплины «Методы принятия управленческих решений» Цели и задачи, 22.87kb.
- Программа дисциплины од. Ф. 06 Маркетинг, 195.43kb.
- Программа дисциплины дпп. Ф. 12 Методика преподавания изобразительного искусства, 280.1kb.
- Рабочая программа дисциплины Цели и задачи дисциплины, 63.09kb.
Федеральное агентство по образованию
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ТГПУ)
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор (декан факультета)
_____________________________
«___» ______________ 200_ года
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ЕН.В.01 Методы оптимизации
- Цели и задачи дисциплины:
- Цели преподавания дисциплины:
- Цели преподавания дисциплины:
Целью данной дисциплины является изучение математических моделей и алгоритмов решения задач оптимизации и принятия решений, играющих центральную роль в экономике и управлении. Этот раздел имеет определенное мировоззренческое значение, поскольку дает много примеров математических задач, практическая важность которых очевидна.
Студенты должны знать методы решения задач линейного программирования и иметь представление о задачах нелинейного программирования и теории игр. Дисциплина опирается на курс высшей математики и имеет тесные межпредметные связи с информатикой.
- ^ Задачи изучения дисциплины:
Овладение основными методами математического моделирования задач теории оптимизации. Выработка умения самостоятельного математического анализа задач. Развитие логического и алгоритмического мышления
- Требования к уровню освоения содержанию дисциплины:
В результате изучения курса студент должен знать:
- Основные методы математического моделирования.
- Основные методы теории оптимизации, а также вопросы реализации соответствующих алгоритмов с помощью ЭВМ.
- Математические методы простейших систем в естествознании и технике.
Студент должен уметь:
- Употреблять математическую символику для выражения количественных и качественных отношений объектов.
- Уметь использовать основные понятия, методы и модели предыдущего раздела.
- Проводить необходимые расчеты в рамках построения моделей.
- Исследовать модели с учетом их иерархической структуры и оценки пределов применимости полученных результатов.
- ^ Объем дисциплины и виды учебной работы:
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
5 | | ||
Общая трудоемкость дисциплины | 60 | 60 | |
Аудиторные занятия | 36 | 36 | |
Лекции | 36 | 36 | |
Практические занятия (ПЗ) | | | |
Семинары (С) | | | |
Лабораторные работы (ЛР) | | | |
И (или) другие виды аудиторных занятий | | | |
Самостоятельная работа | 24 | 24 | |
Курсовой проект (работа) | | | |
Расчетно-графические работы | | | |
Реферат | | | |
И (или) другие виды самостоятельной работы | | | |
Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | Зачет | зачет | |
^ 4. Содержание дисциплины:
- Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Разделы дисциплины | Лекции | Самостоятельная работа |
| Элементы теории оптимизации | 4 | 2 |
| Начальные сведения о методах оптимизации | 4 | 6 |
| Линейное программирование | 6 | 4 |
| Целочисленное линейное программирование | 4 | 4 |
| Введение в динамическое программирование | 6 | 4 |
| Элементы общей математической теории игр | 6 | 2 |
| Нелинейное программирование | 4 | 2 |
- ^ Содержание разделов дисциплины
Элементы теории оптимизации. Начальные сведения о задачах оптимизации. Постановка и классификация задач. Примеры содержательных задач на минимум и максимум. Целевая функция и ее некоторые свойства.
^ Начальные сведения о методах оптимизации. Общее понятие о методах оптимизации. Классификация методов. Базисные решения. Критерии разрешимости задач.
^ Линейное программирование. Общие свойства линейных задач. Геометрический смысл. Симплекс-метод (общая схема и итерация). Модифицированный симплекс-метод. Двойственность в линейном программировании. Компьютерное решение задач ЛП.
^ Целочисленное линейное программирование. Общие свойства целочисленных задач. Примеры задач целочисленного программирования. Некоторые методы решения.
^ Введение в динамическое программирование. Постановка динамических задач. Рекуррентная природа вычислений в динамическом программировании. Некоторые примеры содержательных динамических задач и способы их решения.
^ Элементы общей математической теории игр. Условия принятия решений. Принятие решений в условиях определенности, в условиях риска, в условиях неопределенности. Оптимальное решение игр двух лиц с нулевой суммой. Решение матричных игр в смешанных стратегиях.
^ Нелинейное программирование. метод множителей Лагранжа. Метод штрафных функций. Алгоритмы нелинейного программирования (алгоритмы решения задач без ограничений, алгоритмы решения задач с ограничениями).
- Лабораторный практикум. (не предусмотрен)
- Учебно-методическое обеспечение дисциплины:
- Рекомендуемая литература
а) основная литература:
- Косоруков, О. А. Исследование операций:Учебник для вузов / О. А. Косоруков, А. В. Мищенко; под ред. Н. П. Тихомирова. - М.: Экзамен, 2003. - 445 с.
- Хуторецкий, А. Б. Модели исследования операций / А. Б. Хуторецкий; отв. ред. Г. М. Мкртчян. - Новосибирск: издательство СО РАН, 2006. - 267 с
|
б) дополнительная литература
- Аттеков, А.В. Введение в методы оптимизации: учеб. пособие / А.В. Аттеков, В.С. Зарубин, А.Н. Канатников. - М.: Финансы и статистика; ИНФРА – М, 2008. - 272 с.
- Ашманов, С.А. Линейное программирование / С.А. Ашманов. – М.: Наука, 1981. - 247 с.
- Белоусов, Е.Г. Введение в выпуклый анализ и целочисленное программирование / Е.Г. Белоусов. – М.: Изд-во МГУ, 1977. - 456 с.
- Вагнер, Г. Основы исследования операций / Г. Вагнер. – М.: Мир, 1972. - 378 с.
- Гольштейн, Е.Г. Линейное программирование: теория, методы и приложения / Е.Г. Гольштейн, Д.Б. Юдин. – М.: Наука, 1969. - 498 с.
- Зангвилл, У.И. Нелинейное программирование / У.И. Зангвилл. – М.: Сов. радио, 1973. - 236 с.
- Конюховский, П. В. Математические методы исследования операций в экономике:Учебное пособие/ П. В. Конюховский. - Спб:Питер, 2000. - 207 с.
- Поляк, Б.Т. Введение в оптимизацию / Б.Т. Поляк. - М.: Наука, 1983. - 524 с.
- Таха, Хэмди А. Ведение в исследование операций.: Пер. с англ. / Хэмди А. Таха – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. - 912 с.
^ 6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Программное обеспечение: математические пакеты (например, maxima), табличный редактор (например, OpenOffice.org Calc), среда программирования.
Электронное учебное пособие Пьяных Е.Г. «Методы оптимизации»
- ^ Материально-техническое обеспечение дисциплины
Мультимедийный компьютерный класс; локальное сетевое оборудование; выход в сеть Интернет; различные технические и аудиовизуальные средства обучения.
- Методические рекомендации и указания по организации изучения дисциплины
^ 8.1. Методические рекомендации преподавателю:
Дисциплина включает лекционные (2 часа в неделю) занятия.
Лекционные занятия направлены на теоретическое и практическое освоение дисциплины. Обязательным элементом лекционных занятий является рассмотрение практических примеров. По каждой теме занятия дается список литературы, рекомендуемой для самостоятельной, углубленной проработки темы.
Студентам дается перечень источников, с которыми необходимо ознакомиться (обязательная литература по данной дисциплине).
Рекомендуется проводить лекционные занятия с использование компьютерной техники и программного обеспечения.
^ 8.2. Методические указания для студентов:
На самостоятельную работу выносятся следующие виды деятельности:
- проработка теоретического материала - включает чтение профессиональной литературы, периодических изданий;
- подготовка рефератов;
- выполнение контрольных заданий, данных преподавателем на самостоятельную проработку.
Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы
- Построение математической модели задачи планирования производства.
- Решение методом Лагранжа задачи о потреблении.
- Графическое решение двухмерной задачи линейного программирования.
- Построение паретооптимальных точек в двухкритериальной проблеме выбора портфеля ценных бумаг (задача Марковица).
- Графическое и аналитическое решение матричных и биматричных игр.
- Нахождение совершенного равновесия методом обратной индукции.
Примерная тематика рефератов
- Подготовка данных и решение задачи линейного программирования с использованием электронных таблиц.
- Подготовка данных и решение задачи нелинейного программирования с использованием электронных таблиц.
- Обработка данных по методу наименьших квадратов и его реализация с использованием электронных таблиц.
- Метод Брана решения матричной игры и его численная реализация.
- Численное решение матричной игры путем сведения ее к паре двойственных задач линейного программирования.
Реферат должен быть напечатан на компьютере, иметь нумерацию страниц и поля (не менее 3-4 мм) для пометок и замечаний преподавателя. Основные вопросы, освещенные в работе, следует указать в плане работы и выделить в тексте. При цитировании положений из литературы необходимо делать точные ссылки на источники. Цитаты не должны превышать 40% объема реферата, который, в общем, должен составлять примерно 10-15 стр. Реферат должен содержать вступительную часть, которая содержит краткую характеристику излагаемого вопроса, его актуальность, разработанность в литературе, цель и краткое описание структуры реферата. В заключении необходимо подвести итоги, сделать выводы и дать возможные рекомендации. В конце реферата необходимо привести список используемой литературы, в соответствии с использованными ссылками и оформленный по правилам библиографического описания. Студент в праве привлекать любую литературу, помимо рекомендованной, в конце работы необходимо поставить дату и подпись.
Реферат не может быть засчитан при наличии хотя бы одного из ниже перечисленных недостатков:
- если полностью или в значительной части работа выполнена несамостоятельно, т.е. путем механического переписывания учебников, специальной или другой литературы;
- если выявлены существенные ошибки, свидетельствующие о том, что содержание тем не раскрыто и основные вопросы курса не усвоены;
- если работа отличается узконаправленным замкнутым подходом к решаемым проблемам без применения комплексного анализа, позволяющего студенту проявить широкий объем знаний написана небрежно, неразборчиво, с несоблюдением правил оформления.
Примерный перечень вопросов к зачету.
- Постановка задач теории оптимизации
- Классификация задач теории оптимизации
- Методы теории оптимизации (классификация)
- Базисные решения
- Критерии разрешимости задач теории оптимизации
- Свойства линейных задач
- Геометрический смысл линейных задач
- Графическое решение задачи линейного программирования (нахождение максимума целевой функции).
- Графическое решение задачи линейного программирования (нахождение минимума целевой функции).
- Дополнительные переменные
- Графический анализ чувствительности
- Стандартная форма задачи линейного программирования
- Алгоритм симплекс-метода
- Искусственное начальное решение. М-метод
- Определение двойственной задачи
- Целочисленные задачи, их свойства
- Методы решения целочисленных задач
- Примеры и способы решения динамических задач
- Теория игр (оптимальное решение игры двух лиц с нулевой суммой)
- Теория игр (оптимальное решение матричных игр в смешанных стратегиях)
- Нелинейные модели (экстремальные задачи без ограничений)
- Метод Якоби
- Необходимые и достаточные условия безусловного экстремума.
- Метод множителей Лагранжа.
- Метод потенциалов для решения транспортной задачи.
- Методы отсечении в целочисленном линейном программировании.
- Теорема Куна - Таккера для задачи выпуклого программирования.
- Метод штрафных функций решения задачи математического программирования.
- Теорема фон Неймана существование цены матричной игры в смешанных стратегиях.
- Метод Шепли-Сноу решения матричных игр.
Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности) 030500 (050501.65) Профессиональное образование (в экономике и управлении)
Программу составил:
канд. пед. наук, зав. каф. ИТ ___________________ Пьяных Е.Г.
Программа учебной дисциплины утверждена на заседании кафедры ИТ протокол №____ от «____» _____________ 200_ г.
Зав. кафедрой ____________________ Пьяных Е.Г.
Программа учебной дисциплины одобрена методической комиссией института прикладной информатики ТГПУ (ИПИ ТГПУ)
Председатель метод. комиссии ИПИ ТГПУ: ___________ Горчаков Л.В.
Согласовано:
Декан __________________ (факультета) __________________
(подпись, ФИО)