Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Optimización Matemática Código 614G02020
Titulación
Grao en Ciencia e Enxeñaría de Datos
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Segundo Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinador/a
Lorenzo Freire, Silvia
Correo electrónico
silvia.lorenzo@udc.es
Profesorado
López Igrexas, Macías
Lorenzo Freire, Silvia
Correo electrónico
macias.lopez@udc.es
silvia.lorenzo@udc.es
Web
Descripción general Nesta materia preténdese proporcionar ao alumnado un coñecemento práctico dos métodos básicos de optimización que axuden a resolver os problemas relacionados coa Ciencia e Enxeñaría de Datos. Para iso, farase especial énfase no modelado de problemas de optimización, as técnicas de resolución de problemas de programación lineal e enteira e de optimización en redes.
Fundamentalmente, farase uso das linguaxes de programación R, Julia e Python.

Competencias del título
Código Competencias del título
A29 CE29 - Capacidad para construir, analizar, validar e interpretar modelos de programación matemática a partir de problemas reales en los que se trata de optimizar un objetivo sujeto a ciertas restricciones, así como para aportar soluciones a tales problemas.
B2 CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B7 CG2 - Elaborar adecuadamente y con cierta originalidad composiciones escritas o argumentos motivados, redactar planes, proyectos de trabajo, artículos científicos y formular hipótesis razonables.
B8 CG3 - Ser capaz de mantener y extender planteamientos teóricos fundados para permitir la introducción y explotación de tecnologías nuevas y avanzadas en el campo.
B9 CG4 - Capacidad para abordar con éxito todas las etapas de un proyecto de análisis de datos: exploración previa de los datos, preprocesado, análisis, visualización y comunicación de resultados.
B10 CG5 - Ser capaz de trabajar en equipo, especialmente de carácter multidisciplinar, y ser hábiles en la gestión del tiempo, personas y toma de decisiones.
C1 CT1 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Identificar situaciones reales susceptibles de ser resueltas mediante técnicas de programación matemática. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1
Conocer los fundamentos de los modelos de programación lineal y entera. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1
Usar y aplicar los algoritmos exactos de resolución que mejor se ajustan a cada problema concreto. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1
Desarrollar la capacidad para diseñar soluciones aproximadas de programación matemática en aquellas situaciones en las que se hace difícil o imposible obtener la solución óptima. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1

Contenidos
Tema Subtema
Introducción a la optimización matemática. ¿Qué es un problema de optimización?
Clases de problemas de optimización.


Programación lineal. Formulación de problemas de programación lineal.
Solución gráfica de problemas de programación lineal.
El método del Simplex. Dualidad y análisis de sensibilidad.
Programación lineal entera. Formulación de problemas de programación lineal entera.
Métodos de resolución. El algoritmo de ramificación y acotación.
Aspectos computacionales e introducción a las heurísticas.
Optimización en redes. Problemas de flujo en redes y aplicaciones.
Otros problemas de optimización en redes.
Métodos de resolución.
Introducción a otros problemas de optimización matemática. Introducción a la programación no lineal.
Introducción a la programación multiobjetivo.
Introducción a la programación estocástica.
Introducción a la programación dinámica.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 30 48 78
Prácticas de laboratorio A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 20 20 40
Seminario A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 10 10 20
Prueba mixta A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 3 3 6
 
Atención personalizada 6 0 6
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Los estudiantes recibirán clases magistrales en las que la profesora, con la ayuda de los medios audiovisuales pertinentes, expondrá los contenidos teórico-prácticos de la asignatura. Se fomentará en todo momento la participación y el debate.
Prácticas de laboratorio En las prácticas de laboratorio se aprenderá a utilizar las herramientas básicas de optimización: solvers de programación lineales, interfaces generales de programación lineal y lenguajes de modelado algebraicos. Estas herramientas son válidas para varios lenguajes de programación, pero en esta materia se tendrán en cuenta R, Julia y Python, fundamentalmente.
Seminario Los seminarios reforzarán tanto el carácter aplicado de la asignatura como su interactividad. En los seminarios los estudiantes podrán exponer sus dudas e inquietudes referidas a la materia, y tendrán la oportunidad de realizar, con la supervisión del profesorado, problemas similares a los de los exámenes.
Prueba mixta Los estudiantes deberán demostrar su dominio de los aspectos teóricos de la materia y su capacidad para la resolución de problemas en el ámbito de la optimización.

Atención personalizada
Metodologías
Sesión magistral
Prácticas de laboratorio
Seminario
Descripción
Para la resolución de problemas será importante atender personalmente a los estudiantes ante las dudas que les puedan surgir. Esta atención servirá también, por una parte, para que el profesorado detecte posibles problemas en la metodología empleada para impartir la asignatura y, por otra, para que los estudiantes consoliden conocimientos teóricos y expresen sus inquietudes acerca de la asignatura.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 Para evaluar el grado de comprensión y aprendizaje de las prácticas, cada estudiante realizará una práctica individual. Para realizar esta práctica, los estudiantes tendrán que resolver un problema de optimización haciendo uso de las herramientas de software que se han proporcionado a lo largo del curso. 20
Seminario A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 A lo largo del curso, los estudiantes demostrarán su interés por la materia y su dominio de la misma realizando una prueba escrita (control). Esta prueba corresponderá a los temas 1 y 2 de la materia. 20
Prueba mixta A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 El examen final, con un valor entre el 60% y el 80% (dependiendo de la calificación obtenida en el control), consistirá en realizar una prueba escrita teórico-práctica. 60
 
Observaciones evaluación

La realización fraudulenta de las pruebas o actividades de evaluación,
una vez comprobada, implicará directamente la cualificación de suspenso
"0" en la materia en la convocatoria correspondiente, invalidando así
cualquier cualificación obtenida en todas las actividades de evaluación
de cara a la convocatoria extraordinaria.


Fuentes de información
Básica Hillier, F. y Lieberman, G. (2016). Introduction to operations research. McGraw-Hill
Pedregal, P. (2004). Introduction to Optimization. Springer
Martín, Q., Santos, M.T. y Santana, Y. (2005). Investigación Operativa. Problemas y ejercicios resueltos. Pearson
Bazaraa, M.S., Jarvis, J.J. y Sherali, H.D. (2010). Linear Programming and Network Flows. Wiley
Ahuja, R.K., Magnanti, T.L. y Orlin, J.B. (1993). Network Flows. Theory, Algorithms and Applications. Prentice-Hall

Complementária Fourer, R. Gay, D.M. y Kernigham, B.W. (2002). AMPL: A modeling language for Mathematical Programming. Duxbury Press
Chong, E.K.P. y Zak, S.H. (2013). An Introduction to Optimization. Wiley
Birge, J.R. y Louveaux, F. (2011). Introduction to Stochastic Programming. Springer
Taha, H.A. (2012). Investigación de operaciones. Pearson
Cortez, P. (2014). Modern optimization with R. Springer-Verlag
Bazaraa, M.S., Sherali, H.D. y Shetty, C.M. (2006). Nonlinear programming. Theory and algorithms. Wiley
Salazar-González, J.J. (2001). Programación Matemática. Díaz de Santos
Hart, W.E., Laird, C., Watson, J.P. y Woodruff, D.L. (2012). Pyomo: Optimization Modeling in Python. Springer


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Álgebra Lineal/614G02001
Cálculo Multivariable/614G02006
Probabilidad y Estadística Básica/614G02003

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario

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