Siirry suoraan sisältöön

Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit (3 op)

Toteutuksen tunnus: TZLM7030-3010

Toteutuksen perustiedot


Ilmoittautumisaika
01.08.2024 - 22.08.2024
Ilmoittautuminen toteutukselle on päättynyt.
Ajoitus
21.10.2024 - 18.12.2024
Toteutus on päättynyt.
Opintopistemäärä
3 op
Lähiosuus
3 op
Toteutustapa
Lähiopetus
Yksikkö
Teknologiayksikkö
Toimipiste
Lutakon kampus
Opetuskielet
suomi
Paikat
0 - 35
Koulutus
Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
Opettajat
Harri Varpanen
Ryhmät
TTV23S2
Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
TTV23S3
Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
TTV23S5
Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
TTV23SM
Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
TTV23S1
Tieto- ja viestintätekniikka (AMK)
Opintojakso
TZLM7030

Toteutuksella on 13 opetustapahtumaa joiden yhteenlaskettu kesto on 24 t 45 min.

Aika Aihe Tila
Ma 21.10.2024 klo 13:30 - 15:45
(2 t 15 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D431 Elektroniikkalaboratorio
Ke 23.10.2024 klo 12:00 - 13:30
(1 t 30 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D327 CISCO-laboratorio
Ma 28.10.2024 klo 13:30 - 15:45
(2 t 15 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D431 Elektroniikkalaboratorio
Ke 30.10.2024 klo 12:00 - 13:30
(1 t 30 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D327 CISCO-laboratorio
Ma 04.11.2024 klo 13:30 - 15:45
(2 t 15 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
Verkko/Online (KYHA)
Ke 06.11.2024 klo 12:00 - 13:30
(1 t 30 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
Verkko/Online (KYHA)
Ma 11.11.2024 klo 13:30 - 15:45
(2 t 15 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D431 Elektroniikkalaboratorio
Ke 13.11.2024 klo 12:00 - 13:30
(1 t 30 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D327 CISCO-laboratorio
Ma 18.11.2024 klo 13:30 - 15:45
(2 t 15 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D431 Elektroniikkalaboratorio
Ke 20.11.2024 klo 12:00 - 13:30
(1 t 30 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D327 CISCO-laboratorio
Ma 25.11.2024 klo 13:30 - 15:45
(2 t 15 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D431 Elektroniikkalaboratorio
Ke 27.11.2024 klo 12:00 - 13:30
(1 t 30 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D327 CISCO-laboratorio
Ma 02.12.2024 klo 13:30 - 15:45
(2 t 15 min)
Sovellettu matematiikka: Optimointi ja verkkomallit TZLM7030-3010
P2_D431 Elektroniikkalaboratorio
Muutokset varauksiin voivat olla mahdollisia.

Arviointiasteikko

0-5

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.

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).

Oppimateriaalit

Ahuja, Magnanti, Orlin. Network Flows. Theory, Algorithms, and Applications. Prentice-Hall 1993.

See also:
https://coral.ise.lehigh.edu/~ted/teaching/ie411/
https://towardsdatascience.com/graph-theory-and-deep-learning-know-hows-6556b0e9891b

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.

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

Lisätiedot

Aikaisempaa python-kokemusta ei vaadita, mutta se on hyödyksi. Sama pätee Linux basics -kokemukseen (työskentelemme student-palvelimella).

Tarkemmista kurssikokouksista sovitaan kurssin ensimmäisen viikon aikana.

Siirry alkuun