Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit (3 op)

Arviointiasteikko

Hyväksytty/Hylätty

Tavoitteet

Opintojakson tarkoitus 

Verkkomallit ja optimointi on vaihtoehto tieto- ja viestintätekniikan sovelletun matematiikan opintojaksoksi. Tällä opintojaksolla suuntaat osaamistasi systeemitieteisiin eli operaatiotutkimukseen. Tutustut verkko-optimointimalleihin, joita käytetään aktiivisesti mm. logistiikassa ja kaupunkisuunnittelussa. Opit myös optimointiongelmien ratkaisemista ohjelmallisesti sekä verkkoalgoritmien että yleisempien lineaaristen algoritmien avulla.

Opintojakson osaamiset

EUR-ACE Tieto ja ymmärrys
- tiedot ja ymmärrys tieto- ja viestintätekniikan luonnontieteellisistä ja matemaattisista periaatteista
- tiedot ja ymmärrys oman erikoistumisalan perustana olevista insinööritieteistä sillä tasolla, joka mahdollistaa muiden ohjelman tulosten saavuttamisen mukaan lukien käsityksen tulevaisuuden vaatimuksista omalla alalla

EUR-ACE Tekniikan soveltaminen käytäntöön
- ymmärrys soveltuvista tekniikoista ja menetelmistä sekä niiden rajoituksista


Opintojakson osaamistavoite 

Tunnet verkkoihin liittyvät peruskäsitteet. Osaat käsitellä verkkoja ohjelmallisesti ja ajaa verkoille optimointialgoritmeja. Ymmärrät alkeellisten verkkoalgoritmien toimintaperiaatteet. Kykenet muotoilemaan lineaarisen optimointiongelman ohjelmallisesti ja etsiä sille ratkaisun. Ymmärrät optimoinnin yleisen periaatteen ja olet tutustunut joihinkin epälineaarisiin optiointiongelmiin.

Sisältö

Suunnattu ja suuntaamaton verkko. Verkon väritys, aikataulutusongelmat. Minimaalinen virittäjäpuu, lyhin reitti. Virtausverkot sovelluksineen. Lineaarinen optimointi. Epälineaarisen optimoinnin alkeita. Valittuja algoritmeja.

Oppimateriaalit

Opettaja antaa materiaalit opintojakson alussa / aikana.

Opetusmenetelmät

Luennot ja ohjaukset alkuviikosta luokassa, loppuviikosta Zoomissa (samat asiat kuin alkuviikosta, tallennetaan).

Viikoittaiset tehtävät, palautetaan kirjallisesti.

Lopputesti.

Läpäisykriteerit: kaikki tehtävät hyväksytysti palautettu, lopputesti läpäisty.

Python-koodia ja student-palvelinta käytetään havainnollistamaan algoritmeja. Aiempaa python-kokemusta ei tarvita.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Ohjaukset 30h, itsenäinen työskentely 51h.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Tunnet verkkoihin liittyvät peruskäsitteet. Osaat käsitellä verkkoja ohjelmallisesti ja ajaa verkoille optimointialgoritmeja. Ymmärrät alkeellisten verkkoalgoritmien toimintaperiaatteet. Kykenet muotoilemaan lineaarisen optimointiongelman ohjelmallisesti ja etsiä sille ratkaisun. Ymmärrät optimoinnin yleisen periaatteen ja olet tutustunut joihinkin epälineaarisiin optiointiongelmiin.

Esitietovaatimukset

Ohjelmoinnin perusosaaminen