Kombinatorikus optimalizálás

A tantárgy angol neve: Combinatorial Optimisation

Adatlap utolsó módosítása: 2009. szeptember 22.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

 

Doktori választható tárgy

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMAD238 ősz 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Recski András,
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Recski András

egyetemi tanár

Számítástudományi és Információelméleti Tanszék

Szeszlér Dávid

egyetemi tanársegéd

Számítástudományi és Információelméleti Tanszék

Wiener Gábor

egyetemi adjunktus

Számítástudományi és Információelméleti Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

A Bevezetés a Számításelméletbe I. és II. , valamint az Algoritmuselmélet tárgyak anyaga.

6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:

: -

Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat: BMEVIMA5311 vagy BMEVISZM117 Rendszeroptimalizálás

7. A tantárgy célkitűzése

A kombinatorikus optimalizálás legfontosabb algoritmusainak, módszereinek, korlátainak ismertetése, valamint betekintés ezek műszaki alkalmazásaiba (megbízható hálózatok tervezése, villamos hálózatok klasszikus elmélete, VLSI tervezés, statika területeken).

8. A tantárgy részletes tematikája

A lineáris programozás alapfeladata, megoldási módszerek, Farkas-lemma, dualitás, egészértékű programozás. Totális unimodularitás, alkalmazás páros gráfokra, Egerváry algoritmusa, alkalmazás hálózati folyamokra.

Matroidelméleti alapfogalmak (alaphalmaz, függetlenség, bázis, kör, rang), dualitás, minorok, direkt összeg, összeg. Matroidelméleti algoritmusok (mohó algoritmus, matroid partíciós és metszet-algoritmusok, orákulumok). Matroid párosítási probléma. Matroidok és gráfok kapcsolata, vektorreprezentáció, geometriai reprezentáció. Tutte tételei (biz. nélkül).

Közelítő algoritmusok, halmazfedési feladat, Steiner-fák, utazó ügynök probléma, nevezetes heurisztikák az utazó ügynök probléma euklideszi esetére.

Ütemezési feladatok, egygépes ütemezések, listás ütemező algoritmus párhuzamos gépek esetén, Hu algoritmusa, Coffman és Graham algoritmusa .

Alkalmazások a megbízható hálózatok tervezésében, az összefüggőség kiszámítása, Nagamochi és Ibaraki algoritmusa, Karger algoritmusa. Többszörösen összefüggő részgráfok, Khuller és Vishkin algoritmusa, Cheriyan és Thurimella algoritmusa. Az összefüggőség növelése, Plesnik algoritmusa.

Alkalmazások a VLSI hálózatok huzalozásában (Gallai tétele és az egyetlen pontsor huzalozhatósága a Manhattan-modellben, csatornahuzalozás 2 és több rétegen, ˛switchbox˛-huzalozás több rétegen, Frank A. tétele az éldiszjunkt huzalozásra és ennek következményei).

Alkalmazások a villamos hálózatok klasszikus elméletében, hálózatok egyértelmű megoldhatósága, a szabadsági fokok száma. Általánosítás többpólusú lineáris alkatrészeket is tartalmazó hálózatokra. Dualitás.

Alkalmazások a rúdszerkezetek merevségének vizsgálatában, a probléma kitűzése, átfogalmazása lineáris algebrai feltétellé, a merevség definíciója, generikus merevség, Laman tétele, Lovász és Yemini tétele, a 3-dimenziós analógia nehézségei, kapcsolat a poliéderek vetületből való rekonstrukciójával, minimális számú csuklóval való rögzítés. Négyzetrácsok merevítése étlós rudakkal.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

(előadás, gyakorlat, laboratórium):

előadás

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: egy zárthelyi, egy beadandó házi feladat

b. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga

  1. Elővizsga: nincs rá lehetőség.
11. Pótlási lehetőségek

Az elégtelen zárthelyi javítására, vagy a zárthelyi pótlására lehetőséget biztosítunk a szorgalmi időszak végén.

12. Konzultációs lehetőségek

Egyéni megbeszélés alapján.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Dr. Jordán Tibor - Dr. Recski András –- Szeszlér Dávid: Rendszeroptimalizálás, Typotex, Budapest, 2004

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

(a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):

 

Kontakt óra

56

Félévközi készülés órákra

9

Felkészülés zárthelyire

9

Házi feladat elkészítése

36

Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

..

Vizsgafelkészülés

40

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Recski András

egyetemi tanár

Számítástudományi és Információelméleti Tanszék