Wydział Informatyki - Informatyka (S3)
Sylabus przedmiotu Metody optymalizacji i identyfikacji:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Informatyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | trzeciego stopnia |
Stopnień naukowy absolwenta | doktor | ||
Obszary studiów | — | ||
Profil | |||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Metody optymalizacji i identyfikacji | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Andrzej Banachowicz <Andrzej.Banachowicz@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Piotr Piela <Piotr.Piela@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Algebra liniowa, rachunek różniczkowy i całkowy, elementy topologii. |
W-2 | Informatyka - umiejętność posługiwania się oprogarmowanie, analizowania zagadnień, ich algortymizacji i programowania. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Nabycie zaawansowanej wiedzy z zakresu optymalizacji i identyfikacji procesów. |
C-2 | Nabycie umiejętności analizowania zagadnień optymalizacyjnych i identyfikacyjnych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Wykorzystanie oprogramowania do zagadnień optymalizacyjnych: ekstrema funkcji jednej i wielu zmiennych. | 2 |
T-L-2 | Wykorzystanie oprogramowania do zagadnień optymalizacyjnych: programowanie liniowe i nieliniowe. | 2 |
T-L-3 | Wykorzystanie metody najmniejszych kwadratów do identyfikacji parametrów modelu procesu. | 2 |
6 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Wprowadzenie: formułowania zagadnień optymalizacyjnych, ekstrema, wartości maksymalne, kresy, norma, metryka, pochodne, elementy algebry liniowej. | 2 |
T-W-2 | Ekstremum bezwarunkowe: sformułowanie zagadnienia, warunki konieczne i dostateczne istnienia ekstremum funkcji jednej zmiennej, warunki konieczne i dostateczne istnienia ekstremum funkcji wielu zmiennych, metody bezgradientowe i gradientowe. | 3 |
T-W-3 | Ekstremum warunkowe: sformułowanie zagadnienia, mnożniki Lagrange'a, warunki Kuhna - Tuckera, funkcja kary. | 3 |
T-W-4 | Programowanie liniowe: sformułowanie zagadnienia, metoda graficzna, metoda simpleks, zagadnienia tarnsportowe. | 2 |
T-W-5 | Programowanie nieliniowe: sformułowanie zagadnienia, programowanie kwadratowe, programowanie hiperboliczne, programowanie nieliniowe bez ograniczeń, programowanie liniowe z ograniczeniami. | 3 |
T-W-6 | Rachunek wariacyjny: klasyczne zagadnienia wariacyjne, funkcjonały, równanie Eulera - Lagrange'a, więzy, warunki konieczne i dostateczne, pzrypadki dyskretne. | 3 |
T-W-7 | Metody identyfikacji procesów: model stanu i model pomiarowy (obiektu, procesu), identyfikacja parametrów modelu na podstawie pomiarów. | 3 |
19 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w laboratoriach. | 6 |
A-L-2 | Konsultacje do laboratorium. | 1 |
A-L-3 | Realizacja zadań projektu. | 33 |
A-L-4 | Przygotowanie do zalizceń laboratorium - praca własna studenta. | 20 |
60 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 19 |
A-W-2 | Studiowanie literatury - praca własna studenta. | 10 |
A-W-3 | Konsultacje do wykładu. | 1 |
A-W-4 | Opracowanie postawionych zagadnień optymalizacyjnych - praca własna studenta. | 20 |
A-W-5 | Przygotowanie do zaliczenia wykładu - opracowanie wybranego zagadnienia optymalizacyjnego lub identyfikacyjnego. | 10 |
60 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjno-problermowy z prezentacjami. |
M-2 | zywanie zagadnień optymalizacyjnych i identyfikacyjnych związanych z tematyką rozprawy doktorskiej. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Na podstawie aktywności na wykładach przy rozwiązywaniu zagadnień optymalizacyjnych i identyfikacyjnych. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Na podstawie jakości rozwiązania problemu naukowego z wykorzystaniem metod optymalizacji i identyfikacji parametrycznej procesu (obiektu). |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|
I_3A_A/05_W01 Student ma wiedzę o metodach formułowania i rozwiązywania zagadnień optymalizacji i identyfikacji procesów. | I_3A_W01 | — | C-1 | T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-7, T-W-1, T-W-6, T-W-5 | M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|
I_3A_A/05_U01 Student potrafi sformułować i rozwiązać zagadnienie optymalizacyjne, potrafi identyfikować parametry modelu matematycznego badanego procesu. | I_3A_U01, I_3A_U04 | — | C-2 | T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-7, T-W-1, T-W-6, T-W-5, T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|
I_3A_A/05_K01 Student potrafi w sposób kreatywny znaleźć rozwiązanie trudnych problemów optymalizacyjnych. | I_3A_K03, I_3A_K04 | — | C-2 | T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-7, T-W-1, T-W-6, T-W-5 | M-1 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_3A_A/05_W01 Student ma wiedzę o metodach formułowania i rozwiązywania zagadnień optymalizacji i identyfikacji procesów. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojęć metod optymalizacji i identyfikacji parametrycznej. |
3,0 | Student zna podstawowe pojęcia metod optymalizacji i identyfikacji parametrycznej. | |
3,5 | Student zna podstawowe metody poszukiwania ekstremów funkcji jednej zmiennej oraz wielu zmiennych. | |
4,0 | Student zna podstawowe metody poszukiwania ekstremów funkcji jednej zmiennej i wielu zmiennych oraz podstawowe metody programowania liniowego. | |
4,5 | Student zna podstawowe metody poszukiwania ekstremów funkcji jednej zmiennej i wielu zmiennych, metody programowania liniowego i nieliniowego oraz podstawy rachunku wariacyjnego. | |
5,0 | Student posiada pełną wiedzę poadną w trakcie wykładów umożliwiającą mu efektywne rozwiązywanie zagadnień optymalizacyjnych i identyfikacji procesów. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_3A_A/05_U01 Student potrafi sformułować i rozwiązać zagadnienie optymalizacyjne, potrafi identyfikować parametry modelu matematycznego badanego procesu. | 2,0 | Student nie posiada umiejętności sformułowania i rozwiązywania najprostszych, podstawowych zagadnień optymalizacyjnych. |
3,0 | Student potrafi sformułować proste zagadnienie naukowe i inżynierskie oraz dobrać odpowiednią metodę optymalizacji rozwiązania. | |
3,5 | Student potrafi sformułować proste zagadnienie naukowe i inżynierskie, dobrać odpowiednią metodę optymalizacji rozwiązania oraz wykorzystać podstawowe oprogramowanie specjalistyczne. | |
4,0 | Student potrafi sformułować zagadnienie naukowe lub stosowane, dobrać odpowiednią metodę optymalizacji rozwiązania oraz wykorzystać podstawowe oprogramowanie specjalistyczne. | |
4,5 | Student potrafi poprawnie sformułować zagadnienie naukowe lub stosowane, dobrać odpowiednią metodę optymalizacji rozwiązania oraz wykorzystać zaawansowane oprogramowanie specjalistyczne. | |
5,0 | Student potrafi poprawnie sformułować zagadnienie naukowe lub stosowane, dobrać odpowiednią metodę optymalizacji rozwiązania wraz z analizą wrażliwości, zalgorytmizować zagadnienie oraz wykorzystać zaawansowane oprogramowanie specjalistyczne lub napisać odpowiednie procedury. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_3A_A/05_K01 Student potrafi w sposób kreatywny znaleźć rozwiązanie trudnych problemów optymalizacyjnych. | 2,0 | Student nie wykazuje żadnej kreatywności w rozwiązywaniu podstawowych zagadnień optymalizacyjnych i w ogóle nie rozumie znaczenia umiejtnoś rozwiązywania tych problemów dla gospodarki kraju. |
3,0 | Student wykorzystuje swoją wiedzę w rozwiązywaniu zagadnień optymalizacyjnych i rozumie znaczenie umiejętności rozwiązywania tych zagadnień dla gospodarki kraju. | |
3,5 | Student wykorzystuje swoją wiedzę w szerokim zakresie rozwiązywania zagadnień optymalizacyjnych i rozumie znaczenie umiejętności rozwiązywania tych zagadnień dla gospodarki kraju. | |
4,0 | Student jest kreatywny w rozwiązywaniu zagadnień optymalizacyjnych i rozumie znaczenie umiejętności rozwiązywania tych zagadnień dla gospodarki kraju. | |
4,5 | Student jest kreatywny w rozwiązywaniu zagadnień optymalizacyjnych i w wysokim stopniu rozumie znaczenie umiejętności rozwiązywania tych zagadnień dla gospodarki kraju. | |
5,0 | Student wykazuje wysoką kreatywność w rozwiązywaniu zagadnień optymalizacyjnych i w bardzo wysokim stopniu rozumie znaczenie umiejętności rozwiązywania tych zagadnień dla gospodarki kraju. |
Literatura podstawowa
- Bronsztejn I.N., Siemiendiajew K.A., Musiol G., Muhling H., Nowoczesne kompendium matematyki., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2004
- Findeisen W., Wierzbicki A., Szymanowski J., Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji., Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1980
- Galas Z., Nykowski I., Żółkiewski Z., Programowanie wielokryterialne., Państwowe Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa, 1987
- Luenberger G., Teoria optymalizacji., Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1974
- Martos B., Programowanie nieliniowe., Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1983
- Sysło M.M., Deo N., Kowalik J.S., Algorytmy optymalizacji dyskretnej., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1995
Literatura dodatkowa
- Chudy M., Wybrane metody optymalizacji., Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa, 2001
- deGroot M.H., Optymalne decyzje statystyczne., Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1981
- Galas Z., Nykowski I. (red.), Zbió zadań z programowania matematycznego., Państwowe Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa, 1988
- Kusiak J., Danielewska-Tułecka A., Oprocha P., Optymalizacja. Wybrane metody z przykładami zastosowań., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009
- Popow O., Metody optymalizacji., Informa, Szczecin, 1999
- Roy B., Wielokryterialne wspomaganie decyzji., Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1990