Datos Identificativos 2014/15
Asignatura (*) Simulación Estatística Código 614493011
Titulación
Mestrado Universitario en Técnicas Estadísticas (Plan 2011)
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 2º cuadrimestre
Primeiro-Segundo Optativa 5
Idioma
Castelán
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
Fernández Casal, Rubén
Correo electrónico
ruben.fcasal@udc.es
Profesorado
Fernández Casal, Rubén
Correo electrónico
ruben.fcasal@udc.es
Web http://eio.usc.es/pub/mte/
Descrición xeral Se pretende que el alumno adquiera destreza en la identificación de problemas
reales que pueden ser resueltos por la simulación, así como en dicha resolución
utilizando la citada aproximación por simulación. Para ello se tratará de que el
alumno conozca el funcionamiento de los principales algoritmos de generación
de números aleatorios uniformes, así como métodos para simular las
distribuciones de probabilidad más habituales en la práctica (tanto discretas
como continuas y en el caso uni o multidimensional) siendo capaz de
implementarlos en algún lenguaje de alto nivel. También se pretende introducir
al alumno en las principales técnicas de simulación para problemas reales:
simulación estática y dinámica (por cuantos o por eventos, ésta última),
reducción de la variablidad en la simulación, reducción de la dependencia y de
los problemas de estabilización.


Competencias do título
Código Competencias da titulación
A1 A adquisición dos coñecementos de estatística e investigación operativa necesarios para a incorporación en equipos multidisciplinares pertencentes a diferentes sectores profesionais.
A2 Capacidade para comprender, formular, formular e resolver aqueles problemas susceptibles de ser abordados a través de modelos da estatística e da investigación operativa.
A3 Coñecer as aplicacións dos modelos da estatística e a investigación operativa.
C3 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C8 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Capacidade crítica sobre as posibilidades e limitacións das técnicas de simulación. AM1
AM2
AM3
CM6
CM8
Comprensión das técnicas básicas de simulación. AM1
AM2
AM3
Capacidade de identificar problemas que requiran o deseño de experimentos de simulación e resolvelos mediante a súa implementación en linguaxes de programación de alto nivel como R ou Matlab. AM3
CM3
Capacidade de manexar algún tipo de software (paquetes estatísticos ou follas de cálculo, como R ou excel) para levar a cabo estudos de simulación. CM3

Contidos
Temas Subtemas
1. Introducción.
2. Generación de números pseudoaleatorios uniformes en (0,1).
3. Métodos universales para la generación de variables continuas.
4. Métodos universales para la generación de variables discretas.
5. Métodos específicos para generación de distribuciones notables.
6. Simulación de distribuciones multidimensionales.
7. Diseño de experimentos de simulación.
8. Integración y optimización Monte Carlo.
9. Introducción a los métodos de cadenas de Markov Monte Carlo.
1. Introducción.
Conceptos de sistema real, modelo y definición de
simulación. Experimentación real y simulación. Simulación necesaria e innecesaria. Ventajas e inconvenientes de la simulación. Contenidos de la asignatura.

2. Generación de números pseudoaleatorios uniformes en (0,1).
Introducción. Propiedades deseables de un generador de números pseudoaleatorios uniformes. Métodos de los cuadrados medios y de Lehmer. Métodos congruenciales. Medidas estadísticas de calidad de un generador de números pseudoaleatorios.

3. Métodos universales para la generación de variables continuas.
Método de inversión. Método de aceptación/ rechazo y sus variantes.

4. Métodos universales para la generación de variables discretas.
Método de la transformación cuantil. Algoritmos basados en búsqueda secuencial. Algoritmos basados en árboles binarios. Árboles de Huffman. Método de la tabla guía. Métodos de truncamiento.

5. Métodos específicos para generación de distribuciones notables.
Distribuciones continuas: normal, chi-cuadrado de Pearson, t de Student, F de Snedecor, exponencial, Weibull, gamma, beta, logística, Pareto. Distribuciones discretas: equiprobable, binomial, geométrica, binomial
negativa, Poisson.

6. Simulación de distribuciones multidimensionales.
Método de las distribuciones condicionadas. Método de aceptación/rechazo. Métodos de codificación o etiquetado. Métodos específicos para simular la normal multivariante.

7. Diseño de experimentos de simulación.
Diferencias y similitudes con la experimentación real. Simulación estática y dinámica. Simulación por eventos y por cuantos. Técnicas de reducción de la varianza. Problemas de estabilización y dependencia. Ejemplos prácticos.

8. Integración y optimización Monte Carlo.
Integración Monte Carlo. Muestreo de importancia. Optimización Monte Carlo. Temple simulado. Algoritmos genéticos de optimización.

9. Introducción a los métodos de cadenas de Markov Monte Carlo.
Muestreo de Gibbs. Algoritmo Metropolis Hastings.

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 18 27 45
Prácticas de laboratorio 18 27 45
Proba obxectiva 2 0 2
Traballos tutelados 0 25 25
 
Atención personalizada 8 0 8
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Presentación dos aspectos relevantes de cada tema incluído no programa da materia, de modo que os alumnos poidan abordar as tarefas propostas nas prácticas de laboratorio.
Prácticas de laboratorio Empregaránse diferentes ferramentas de software libre (principalmente o paquete R, pero tamén recursos web, applets, ...) para ilustrar a aplicación na práctica das metodoloxías explicadas nas clases teóricas e tamén co fín de facilitar a resolucion dos traballos prácticos propostos. Ademais facilitaráse un guión das prácticas onde se describirán os distintos exercicios a realizar.
Proba obxectiva Proba escrita para a avaliación da aprendizaxe que constará dunha parte teórica e doutra práctica.
Traballos tutelados Traballos prácticos propostos para que o alumno poida resolvelos con axuda de programas informáticos. Unha vez resoltos, o alumno deberá presentar e discutir a solución que aplicou.

Atención personalizada
Metodoloxías
Sesión maxistral
Prácticas de laboratorio
Traballos tutelados
Descrición
Atención ao alumno tanto durante o desenvolvemento das clases coma nos horarios de titorías.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Sesión maxistral Avaliaranse os coñecementos adquiridos mediante a realización dunha proba escrita. 30
Prácticas de laboratorio Avaliaranse os coñecementos adquiridos mediante a realización dunha proba escrita. 30
Traballos tutelados Presentación dos traballos resoltos. 40
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía básica Cao, R. (2002). Introducción a la simulación y a la teoría de colas. Netbiblo
Robert, C.P. y Casella G. (2010). Introducing Monte Carlo Methods with R. Springer
Jones, O., Maillardet, R. y Robinson A. (2009). Introduction to Scientific Programming and Simulation Using R. CRC
Gentle, J.E. (2003). Random number generation and Monte Carlo methods. Springer-Verlag

Bibliografía complementaria Bratley, P. (1990). A guide to simulation. Springer-Verlag
Evans, M. y Swartz, T. (2000). Approximating integrals via Monte Carlo and . Oxford University Press
Robert, C.P. y Casella, G. (2004). Monte Carlo statistical methods. Springer-Verlag
Devroye, L. (1986). Non-uniform random variate generation. Springer-Verlag
Ross, S.M. (1999). Simulación. Prentice Hall
Ripley, B.D. (1987). Stochastic Simulation. Wiley


Recomendacións
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Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías