Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Métodos Numéricos para Ciencia de Datos Código 614G02033
Titulación
Grao en Ciencia e Enxeñaría de Datos
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Cuarto Optativa 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
Gonzalez Taboada, Maria
Correo electrónico
maria.gonzalez.taboada@udc.es
Profesorado
García Rodríguez, José Antonio
Gonzalez Taboada, Maria
Correo electrónico
jose.garcia.rodriguez@udc.es
maria.gonzalez.taboada@udc.es
Web
Descrición xeral Nesta materia estudanse métodos numéricos para resolver ecuacións non lineais, grandes sistemas de ecuacións lineais e non lineais, e para aproximar autovalores de matrices de alta dimensión. Tamén presentanse métodos numéricos de optimización en alta dimensión e técnicas de interpolación nunha e varias variables.

Competencias do título
Código Competencias do título
A2 CE2 - Capacidade para resolver problemas matemáticos, planificando a súa resolución en función das ferramentas dispoñibles e das restricións de tempo e recursos.
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
B4 CB4 - Que os estudantes poidan transmitir información, ideas, problemas e solucións a un público tanto especializado como non especializado
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.
C4 CT4 - Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Identificar o potencial dos métodos numéricos na resolución de problemas que xorden na ciencia de datos. A2
B2
B3
B4
B8
B9
C1
C4
Comprender os conceptos básicos dos métodos numéricos para aplicalos con criterio e non ser un mero usuario das opcións dun paquete de software como caixa negra. A2
B2
B3
B4
B7
B8
B9
C1
C4
Ter criterios para decidir os métodos numéricos aplicables e máis eficaces para cada problema e sentar as bases para estudar outros métodos máis avanzados que xurdan. A2
B2
B3
B4
B7
B8
B9
C1
C4
Xestionar ferramentas software que implementen os métodos numéricos estudados e adquirir a capacidade de implementalos e facer ampliacións dos mesmos. A2
B2
B4
B9
B10
C1
C4

Contidos
Temas Subtemas
Conceptos básicos en métodos numéricos: converxencia, erros e orde.
Métodos numéricos matriciais en alta dimensión. 1. Almacenamiento de grandes matrices.
2. Métodos directos e iterativos de resolución de grandes sistemas.
3. Cálculo numérico de autovalores de matrices de alta dimensión.
Métodos numéricos de resolución de ecuacions e sistemas de ecuacions no lineais. 1. Métodos numéricos para ecuacions non lineais: bisección, secante, regula-falsi, punto fixo e Newton.
2. Métodos numéricos para grandes sistemas non lineais: punto fixo e Newton.
Métodos numéricos de optimización en alta dimensión. 1. Métodos de gradiente e gradiente conxugado.
2. Algoritmos para a búsqueda lineal.
3. Métodos de Newton e quasi-Newton.
4. Métodos de optimización global e métodos de dúas fases.
Interpolación numérica nunha e en varias variables.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Prácticas a través de TIC A2 B2 B3 B4 B9 B10 C1 C4 14 35 49
Traballos tutelados A2 B2 B3 B4 B7 B8 B9 B10 C1 C4 1.5 9.5 11
Solución de problemas A2 B2 B4 B9 B10 7 14 21
Proba obxectiva A2 B2 B3 B4 B7 B8 C1 3 6 9
Sesión maxistral A2 B2 B3 B4 B8 B9 20 40 60
 
Atención personalizada 0 0
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Prácticas a través de TIC O profesor axudará aos estudiantes a profundizar nos conceptos e métodos numéricos presentados nas sesions maxistrais con axuda de Python.
Traballos tutelados Os estudiantes realizarán un traballo tutelado no que combinarán o uso dos diferentes coñecementos adquiridos na materia.
Solución de problemas Resolveranse problemas que axuden á comprensión do funcionamento dos métodos numéricos estudiados.
Proba obxectiva Realizarase un exame nas datas fixadas pola Xunta de Facultade para esta materia.
A proba orientarase fundamentalmente á resolución de problemas.
Sesión maxistral Durante as sesións maxistrais, a profesora presentará os contidos teórico-prácticos da materia. Motivará a necesidade dos distintos métodos numéricos usando problemas reais, e presentará os conceptos necesarios e os diferentes métodos numéricos, discutiendo as súas principais características.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas a través de TIC
Traballos tutelados
Solución de problemas
Descrición
Nas prácticas de laboratorio usando TIC, o profesor revisará e discutirá con cada estudante os seus avances na práctica asignada.

Nos traballos tutelados, discutirare e revisarase o avance dos estudantes, así como o resultado final.

A profesora atenderá aos estudantes en todas sus dudas sobre os conceptos teóricos e a aplicación práctica dos mesmos durante as sesións de solución de problemas.

Ademais, os profesores da asignatura resolverán as dúbidas prantexadas polos estudantes de forma mais personalizada nos seus horarios de tutorías.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas a través de TIC A2 B2 B3 B4 B9 B10 C1 C4 Avaliaranse traballos prácticos que se propondrán ao longo do curso. 50
Traballos tutelados A2 B2 B3 B4 B7 B8 B9 B10 C1 C4 Propondrase a realización dun traballo tutelado teórico-práctico que o estudante terá que defender ao final do curso. 20
Proba obxectiva A2 B2 B3 B4 B7 B8 C1 Realizarase unha proba obxectiva nas datas fixadas na Xunta de Facultade. 30
 
Observacións avaliación

Para superar a materia, é necesario acatar una cualificación mínima do 50%.


Fontes de información
Bibliografía básica R.L. Burden, D.J. Faires & A.M. Burden (2017). Análisis Numérico. CENCAGE Learning
A. Quarteroni & F. Saleri (2006). Calculo cientifico con Matlab y Octave. . Springer
C.T. Kelley (1995). Iterative Methods for Linear and Nonlinear Equations. SIAM
C.T. Kelley (1999). Iterative Methods for Optimization. SIAM
J Kiusalaas (2013). Numerical Methods in Engineering with Python 3. Cambridge University Press
R. Barrett, M. Berry, T.F. Chan, J. Demmel, J.M. Donato, J. Dongarra, V. Eijkhout, R. Pozo, C. Romin (1994). Templates for the Solution of Linear Systems: Building Blocks for Iterative Methods. SIAM

Bibliografía complementaria J.W. Demmel (1997). Applied Numerical Linear Algebra. SIAM
M. Locatelli & F. Schoen (2013). Global Optimization. Theory, Algorithms and Applications. SIAM
G. Strang (2019). Linear Algebra and Learning from Data. Wellesley Cambridge Press
D.R. Kincaid & E.W. Cheney (2022). Numerical Analysis: Mathematics of Scientific Computing. AMS
J. Nocedal & S.J. Wright (2006). Numerical Optimization. Springer
C.T. Kelley (2003). Solving Nonlinear Equations with Newton's Method. SIAM


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións

Recomendase aos estudantes levar a materia o día e preguntar co profesorado as súas dúbidas.



(*)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