Методы оптимизации

Кафедра теории управления и динамики систем

Специальность: Прикладная математика и информатика

Преподаватель: Бирюков Р.С. Городецкий С.Ю. Губина Е.В. Леванова Т.А.

Целями освоения дисциплины «Методы оптимизации» являются развитие и закрепление компетенций, а также знаний, умений и навыков, связанных с теорией и численными методами решения нелинейных задач оптимизации различных классов, как конечной размерности, так и на множествах в функциональных пространствах. Освоение дисциплины необходимо для осуществления профессиональной деятельности бакалавров в соответствующих областях прикладной математики и информатики, соотнесенных с общими целями ООП ВПО по данному направлению подготовки.

Изучение дисциплины обеспечивает поддержку профессиональной деятельности бакалавра по отношению к одному из объектов этой деятельности, в соответствии с ФГОС-03+: «Оптимизация и оптимальное управление». Предметная область, охватываемая данной дисциплиной, тесно связана с рядом видов профессиональной деятельности бакалавров в сфере прикладной математики и информатики.

Теория и методы численной оптимизации являются интенсивно развивающимися разделами современной науки, лежащими на стыке фундаментальной и вычислительной математики. Численные методы решения различных классов задач оптимизации, возникающие как конечный результат в данной области, широко востребованы в практике экономических, финансовых, инженерных расчетов в различных прикладных областях, включая наукоемкую сферу прикладной математики и информатики. Знание теоретических аспектов методов оптимизации создает необходимую основу для разработки новых эффективных методов решения практических задач.

Цели дисциплины включают формирование у обучающихся ясного понимания основных концепций и возможностей оптимизационных подходов к постановке и решению различных прикладных задач (включая задачи, связанные с проблематикой разработки и функционирования технических и информационных систем различных уровней).

Освоение дисциплины формирует навыки постановки задач из различных предметных областей как задач оптимизации, создает необходимую теоретическую базу для математически грамотного построения и применения численных методов локальной и многоэкстремальной оптимизации к решению различных прикладных задач, включая применения в наукоемкой сфере развития современных информационных технологий.

Содержание

  1. Введение, понятия глобального и локального решений, обобщение понятия решения на многокритериальные задачи
  2. Дискретное динамическое программирование с фиксированной и не фиксированной длительностью процесса
  3. Элементы выпуклого анализа, теория условий оптимальности
  4. Численные методы математического программирования

4.1. Понятие численного метода в математическом программировании. Принцип наилучшего гарантированного результата. Оптимальность методов

4.2. Численные методы локальной оптимизации в задачах без ограничений

4.3. Общие методы учета ограничений в локальной оптимизации, метод штрафов

4.4. Численные методы многоэкстремальной оптимизации

  1. Задачи оптимального управления, принцип максимума Понтрягина
  2. Методы вариационного исчисления

Отчетность

  • Семестр 5: Экз