Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Optimización Matemática Código 614G02020
Titulación
Grao en Ciencia e Enxeñaría de Datos
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Segundo Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
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
Descrición xeral 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 do título
Código Competencias do título
A29 CE29 - Capacidade para construír, analizar, validar e interpretar modelos de programación matemática a partir de problemas reais nos que se trata de optimizar un obxectivo suxeito a certas restricións, así como para achegar solucións a tales problemas.
B2 CB2 - Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo
B3 CB3 - Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética
B7 CG2 - Elaborar adecuadamente e con certa orixinalidade composicións escritas ou argumentos motivados, redactar plans, proxectos de traballo, artigos científicos e formular hipóteses razoables.
B8 CG3 - Ser capaz de manter e estender formulacións teóricas fundadas para permitir a introdución e explotación de tecnoloxías novas e avanzadas no campo.
B9 CG4 - Capacidade para abordar con éxito todas as etapas dun proxecto de datos: exploración previa dos datos, preprocesado, análise, visualización e comunicación de resultados.
B10 CG5 - Ser capaz de traballar en equipo, especialmente de carácter multidisciplinar, e ser hábiles na xestión do tempo, persoas e toma de decisións.
C1 CT1 - 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.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Identificar situacións reais susceptibles de ser resoltas mediante técnicas de programación matemática. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1
Coñecer os fundamentos dos modelos de programación lineal e enteira. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1
Usar e aplicar os algoritmos exactos de resolución que mellor se axustan a cada problema concreto. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1
Desenvolver a capacidade para deseñar solucións aproximadas de programación matemática naquelas situacións nas que se fai difícil ou imposible obter a solución óptima. A29
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1

Contidos
Temas Subtemas
Introdución á optimización matemática. ¿Que é un problema de optimización?
Clases de problemas de optimización.
Programación lineal. Formulación de problemas de programación lineal.
Solución gráfica de problemas de programación lineal.
O método do Simplex. Dualidade e análise de sensibilidade.
Programación lineal enteira. Formulación de problemas de programación lineal enteira.
Métodos de resolución. O algoritmo de ramificación e acotación.
Aspectos computacionais e introdución ás heurísticas.

Optimización en redes. Formulación de problemas de programación lineal enteira.
Problemas de fluxo en redes e aplicacións.
Outros problemas de optimización en redes.
Métodos de resolución.
Introdución a outros problemas de optimización matemática. Introdución á programación non lineal.
Introdución á programación multiobxectivo.
Introdución á programación estocástica.
Introdución á programación dinámica.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 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
Proba mixta A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 3 3 6
 
Atención personalizada 6 0 6
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Os estudantes recibirán clases maxistrais nas que a profesora, coa axuda dos medios audiovisuais pertinentes, exporá os contidos teórico-prácticos da materia. Fomentarase en todo momento a participación e o debate.
Prácticas de laboratorio Nas prácticas de laboratorio aprenderase a utilizar as ferramentas básicas de optimización: solvers de programación lineais, interfaces xerais de programación lineal e linguaxes de modelado algebraicos. Estas ferramentas son válidas para varias linguaxes de programación, pero nesta materia teranse en conta R, Julia e Python, fundamentalmente.
Seminario Os seminarios reforzarán tanto o carácter aplicado da materia como a súa interactividade. Nos seminarios os estudantes poderán expor as súas dúbidas e inquietudes referidas á materia, e terán a oportunidade de realizar, coa supervisión do profesorado, problemas similares aos dos exames.
Proba mixta Os estudantes deberán demostrar o seu dominio dos aspectos teóricos da materia e a súa capacidade para a resolución de problemas no ámbito da optimización.

Atención personalizada
Metodoloxías
Sesión maxistral
Prácticas de laboratorio
Seminario
Descrición
Para a resolución de problemas será importante atender persoalmente aos estudantes ante as dúbidas que lles poidan xurdir. Esta atención servirá tamén, por unha banda, para que o profesorado detecte posibles problemas na metodoloxía empregada para impartir a materia e, por outra, para que os estudantes consoliden coñecementos teóricos e expresen as súas inquietudes acerca da materia.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 Para avaliar o grao de comprensión e aprendizaxe das prácticas, cada estudante realizará unha práctica individual. Para realizar esta práctica, os estudantes terán que resolver un problema de optimización facendo uso das ferramentas de software que se proporcionaron ao longo do curso. 20
Seminario A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 Ao longo do curso, os estudantes amosarán o seu interese pola materia e o seu dominio da mesma realizando unha proba escrita (control). Esta proba corresponderá aos temas 1 e 2 da materia. 20
Proba mixta A29 B2 B3 B7 B8 B9 B10 C1 O exame final, cun valor entre o 60% e o 80% (dependendo da cualificación obtida no control), consistirá en realizar unha proba escrita teórico-práctica. 60
 
Observacións avaliación

A realización fraudulenta das probas ou actividades de avaliación,
unha vez comprobada, implicará directamente a cualificación de suspenso
"0" na materia na convocatoria correspondente, invalidando así calquera
cualificación obtida en todas as actividades de avaliación de cara á convocatoria extraordinaria.


Fontes de información
Bibliografía 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

Bibliografía complementaria 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


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Álxebra Lineal/614G02001
Cálculo Multivariable/614G02006
Probabilidade e Estatística Básica/614G02003

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