Datos Identificativos 2016/17
Asignatura (*) Simulación Estatística Código 614493011
Titulación
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 2º cuadrimestre
Primeiro-Segundo Optativa 5
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
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 / Resultados do título

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias / Resultados do título
Comprensión das técnicas básicas de simulación. AM1
AM2
AM3
AM7
AM11
BP10
BP14
Capacidade crítica sobre as posibilidades e limitacións das técnicas de simulación. AM1
AM2
AM3
AM9
AM15
BP6
BP9
BP14
CP1
CP2
CP3
CP5
CP6
CP7
CP8
CP9
CP10
Capacidade de manexar algún tipo de software (paquetes estatísticos ou follas de cálculo, como R ou excel) para levar a cabo estudos de simulación. AM2
AM7
AM11
AM13
BP7
BP8
BP12
BP14
CP4
CP6
CP7
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 el lenguaje GNU R). AM3
AM11

Contidos
Temas Subtemas
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. Análisis de los resultados de simulación. Diagnosis de la convergencia. Estimación de la precisión. Problemas de estabilización y dependencia.
8. Aplicaciones de la simulación. Aplicaciones en inferencia estadística. Introducción al remuestreo Bootstrap. Integración Monte Carlo. Muestreo de importancia. Optimización Monte Carlo. Temple simulado. Algoritmos genéticos de optimización.
9. Técnicas de reducción de la varianza. Variables antitéticas. Números aleatorios comunes. Muestreo estratificado. Variables de control. Condicionamiento.
10. Introducción a los métodos de cadenas de Markov Monte Carlo. Muestreo de Gibbs. Algoritmo Metropolis Hastings. Diagnosis de un algoritmo MCMC.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias / Resultados Horas lectivas (presenciais e virtuais) Horas traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A1 A2 A3 A7 A9 C2 C6 C7 C8 C10 16 32 48
Prácticas de laboratorio A1 A2 A3 A11 A13 B7 B8 B9 B10 B12 C3 C4 C5 C9 18 18 36
Traballos tutelados A1 A2 A3 A15 B6 B7 B12 B14 C1 C4 C6 C7 0 30 30
Proba obxectiva A1 A2 A3 2 0 2
 
Atención personalizada 9 0 9
 
*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.
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.
Proba obxectiva Proba escrita para a avaliación da aprendizaxe que constará dunha parte teórica e doutra práctica.

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 Competencias / Resultados Descrición Cualificación
Sesión maxistral A1 A2 A3 A7 A9 C2 C6 C7 C8 C10 Avaliaranse os coñecementos adquiridos mediante a realización dunha proba escrita. 30
Prácticas de laboratorio A1 A2 A3 A11 A13 B7 B8 B9 B10 B12 C3 C4 C5 C9 Avaliaranse os coñecementos adquiridos mediante a realización dunha proba escrita. 30
Traballos tutelados A1 A2 A3 A15 B6 B7 B12 B14 C1 C4 C6 C7 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
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

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