Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit (3 op)
Toteutuksen tunnus: TZLM7030-3009
Toteutuksen perustiedot
Ilmoittautumisaika
01.08.2023 - 24.08.2023
Ajoitus
23.10.2023 - 19.12.2023
Opintopistemäärä
3 op
Toteutustapa
Lähiopetus
Yksikkö
Teknologiayksikkö
Toimipiste
Lutakon kampus
Opetuskielet
- Suomi
Paikat
20 - 35
Koulutus
- Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
Opettaja
- Harri Varpanen
Ryhmät
-
TTV22S5Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
-
TTV22S2Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
-
TTV22S3Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
-
TTV22S1Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
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.
Aika ja paikka
Dynamolla (Teams-tallennus).
Opetusmenetelmät
Viikoittain luentoja ja harjoituksia.
Kurssi suoritetaan tekemällä viikoittaisia harjoituksia (lähinnä python) ja vertaisarvioimalla muiden suorituksia. Kaikkien harjoitusten suorittaminen on pakollista kurssin läpäisemiseksi. Lisäksi on Exam-loppukoe.
Käytämme networkx python -kirjastoa. Student.labranet.jamk.fi-palvelimelle on asennettu toimiva python-ympäristö, jonka tekemiseen voidaan käyttää vain SSH-yhteyttä.
Sisällön jaksotus
Kuusi viikkoa:
1. Perusteet ja orientaatio
2. Verkon läpikäynti, minimaalinen virittäjäpuu
3. Lyhin polku
4. Aikataulutus ja väritykset
5. Maksimivirtaus minimikustannuksin
6. Maksimivirtaus minimikustannuksin & lineaarinen optimointi.
Lisätietoja opiskelijoille
Aikaisempaa python-kokemusta ei vaadita, mutta se on hyödyksi. Sama pätee Linux basics -kokemukseen (työskentelemme student-palvelimella).
Tarkemmista kurssikokouksista sovitaan kurssin ensimmäisen viikon aikana.
Arviointiasteikko
0-5
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