4572
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И. Г. Куклина
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЛИНЕЙНОГО И НЕЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Учебно-методическое пособие
подготовке к лекциям, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
для обучающихся по дисциплине «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования»
по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль)
Технология разработки информационных систем
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И. Г. Куклина
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЛИНЕЙНОГО И НЕЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Учебно-методическое пособие
подготовке к лекциям, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
для обучающихся по дисциплине «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования»
по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль)
Технология разработки информационных систем
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
1
УДК 681.3 (075)
Куклина, И. Г. Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования: учебно-методическое пособие / И. Г. Куклина; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. 10 с.: ил. – Текст: электронный.
Даются тематика лекций, их краткое содержание, планы практических занятий, а также методические рекомендации по организации самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования» по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Технология разработки информационных систем.
И. Г. Куклина,ННГАСУ, 2022.
2
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования» предназначено для студентов второго курса, обучающихся по направлению 09.04.02 Информационные системы и технологии, и содержит программу для проведения лекционных занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.
Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебно-методической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования».
Целями освоения дисциплины «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования» являются знакомство студентов с основами информационного менеджмента, рассмотрение информационных технологий в контексте жизненного цикла предприятия, определение требований к ИТподразделению; изучение международных и национальных стандартов и руководств в области управления информационными технологиями; изучение подходов к управлению и организации ИТ-услуг, информационной библиотеки, описывающей способов организации работы подразделений или компаний, занимающихся предоставлением услуг в области информационных технологий.
В лекциях излагается общая характеристика вопросов тем, даются практические примеры применения стандартов. Главной целью лекции является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.
На лекциях по дисциплине «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса, способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.
Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.
Самостоятельная работа направлена на развитие компетенции дисциплины: ПК-1. Способен распределять задания по выполнению разработки программного обеспечения, осуществлять общее руководство и контроль
выполнения заданий.
Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине:
3
-систематическая проработка лекций, основной и дополнительной литературы;
-систематическая проработка тематик лабораторных занятий, основной и дополнительной литературы;
-подготовка к зачету.
Содержание разделов дисциплины «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования» представлено в таблице 1.
Таблица 1 Содержание разделов дисциплины
|
|
|
Аудиторны |
работа |
|
|
|||
|
|
|
е занятия |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
(в часах) |
|
Перечень |
|
|||
п/п№ |
|
|
Лекции |
|
Лабораторные |
семинар,Практика |
Самостоятельная |
|
|
Наименование раздела учебной |
Всего |
|
компетенций, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
формируемых в |
|
||
|
дисциплины |
часов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
процессе освоения |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
раздела |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Введение в методы линейного и |
20 |
4 |
|
4 |
|
10 |
ПК-1 |
|
|
|
|
|
||||||
нелинейного программирования. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Методы оптимизации и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
математическое программирование: |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
основные понятия, исторический |
20 |
6 |
|
6 |
|
10 |
ПК-1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
аспект, линейное и нелинейное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
программирование. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Линейное программирование: общая |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
(стандартная), основная и |
20 |
4 |
|
4 |
|
10 |
ПК-1 |
|
|
|
|
|
||||||
каноническая задачи линейного |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
программирования (ЛП). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общая (стандартная), основная и |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
каноническая задачи линейного |
20 |
6 |
|
6 |
|
10 |
ПК-1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
программирования (ЛП). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Графический и симплекс-метод |
20 |
4 |
|
4 |
|
10 |
ПК-1 |
|
|
|
|
|
||||||
решения задачи ЛП. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Решение задачи ЛП на составление |
20 |
6 |
|
6 |
|
10 |
ПК-1 |
|
|
|
|
|
||||||
раствора графическим методом. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Решение задачи ЛП на составление |
24 |
2 |
|
2 |
|
20 |
ПК-1 |
|
|
|
|
|
||||||
раствора симплекс-методом. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с |
||||||||
преподавателем различные вопросы по лекционному материалу. |
|||||||||
|
Рекомендуется проработать |
конспект |
|
лекций, затем повторить |
теоретический материал, пользуясь рекомендованной основной и дополнительной литературой. Если после этого остаются вопросы, рекомендуется выписать их и
4
обратиться к преподавателю на консультациях или по электронной почте istkuklina@rambler.ru.
В конце семестра студенты проходят опрос по всем разделам курса. В конце опроса студент понимает, в каких разделах он ответил отлично, а в каких ошибся и получает балл в диапазоне от 0,0 до 5,0. Перед зачетом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к зачёту.
Студент допускается к зачету, если он сдал все лабораторные работы. При подготовке к зачету после получения перечня вопросов рекомендуется:
1.внимательно прочитать материал лекций;
2.постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами, используя рекомендованную литературу;
3.просмотреть все лабораторные работы;
4.выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.
Перечень примерных вопросов, выносимых на зачет:
1)Какие стандарты можно рекомендовать для организации управления процессом разработки программного обеспечения?
2)Ключевые подходы к организации управления ИС.
3)Какие стандарты можно рекомендовать для организации управления качеством при разработке информационных систем?
4)Какие стандарты можно рекомендовать для организации работы над программным продуктом?
5)В чем отличие учета и амортизации технических и программных средств?
6)Каковы основные методы и показатели оценки эффективности инвестиций в ИС?
7)Каковы основные показатели экономической эффективности методов статистической оценки?
8)В чем заключается комплексный характер обеспечения защищенности информационных ресурсов?
9)Правовая защищенность информационных ресурсов.
10)Внедрение библиотеки ITIL в деятельность организации.
11)IT Infrastructure Library — как библиотека книг, описывающих лучшие практики на тему инфраструктуры информационных технологий.
12)Сертификация и применению данных практик, применяемых для управления ИТ - услугами.
13)Установка связи между ИТ и бизнесом.
14)Общепризнанный процессорный подход для описания ИТ - активностей.
15)Проверка на точность, завершенность и аутентичность созданной программы.
16)Обеспечение точности, завершенность и достоверность транзакции при работе современных информационных систем.
5
17)Проверка введенных данных, редакция для исправления как можно ближе к точке ввода.
18)ИТ-подразделения для выполнения требований бизнеса.
19)ИТ-подразделения для работы учебного заведения.
20)Разработка ИТ-подразделения для выполнения задач государственных структур.
Показатели оценки по зачету представлены в таблице 2.
Таблица 2 Описание шкал оценивания
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
оценивания |
|
Баллы |
Оценка |
Критерий оценки |
||||
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Результаты освоения |
4,5 - 5,0 |
«отлично» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
|
|
«зачтено» |
показавшему |
|
|
глубокие |
|
соответствует |
|
|
|
систематизированные |
|
знания |
||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного материала, |
владеющему |
||||
|
|
|
|
творческим |
анализом |
фактов, |
||
|
|
|
|
умеющему |
|
|
|
обобщать |
|
|
|
|
информацию, |
аргументировано и |
|||
|
|
|
|
практически |
без |
|
ошибок |
|
|
|
|
|
ответившему на все вопросы. |
||||
Результаты освоения |
3,5 - 4,4 |
«хорошо» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
|
|
«зачтено» |
продемонстрировавшему |
|
|||
соответствует |
|
|
|
достаточно |
полное |
знание |
||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного |
|
|
материала, |
||
|
|
|
|
допустившему негрубые ошибки и |
||||
|
|
|
|
недочеты. |
|
|
|
|
Результаты освоения |
2,5 - 3,4 |
«удовлетворительно» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
|
|
«зачтено» |
показавшему |
|
минимально |
||
соответствует |
|
|
|
необходимый |
уровень |
знаний |
||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного |
материала, |
владеющего |
|||
|
|
|
|
навыками логического мышления |
||||
|
|
|
|
и |
|
допустившего |
||
|
|
|
|
непринципиальные ошибки при |
||||
|
|
|
|
ответе на вопросы. |
|
|
||
Результаты освоения |
0,0 - 2,4 |
«не |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
дисциплины |
НЕ |
|
удовлетворительно» |
продемонстрировавшему |
|
|||
соответствует |
|
|
«не зачтено» |
существенные |
пробелы |
в знании |
||
требованиям ФГОС |
|
|
основного |
учебного |
материала, |
|||
|
|
|
|
допустившему |
принципиальные |
|||
|
|
|
|
ошибки при изложении материала. |
Проводится экзамен, он является основным и итоговым средством контроля и оценки реализации компетентностных требований, представляемых образовательным стандартом. В соответствии с пакетом компетенций, определяющих содержание и характер знаний, умений и навыков студентов по
6
данной дисциплине формируется комплекс экзаменационных вопросов, определяются критерии оценивания.
Экзамен проводится в устной форме и с использованием компьютера по билетам. В билетах имеется по 2 вопроса. Один вопрос - теоретический, другой - практический. Теоретический вопрос студент отвечает в устной форме, а практический - с использованием компьютера. В некоторых случаях, по усмотрению преподавателя, практический вопрос может быть выполнен в письменной форме. Общий балл по предмету выставляется по итогам ответа студента и его успеваемости в течение семестра. В соответствии со шкалой оценивания полученный студентом общий балл переводится в словесную оценку «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно».
Преподаватель при проведении экзамена должен иметь комплект подписанных самим преподавателем и заведующим кафедрой экзаменационных билетов, рабочую программу дисциплины, а также руководствоваться Положением о проведении текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов ННГАСУ.
Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины.
Основная литература:
1.Зуховицкий Семен Израилевич. Линейное и выпуклое программирование / Зуховицкий Семен Израилевич, Авдеева Лигия Игоревна ; Москва : Наука,
1967. – 460 с.
2.Карманов Владимир Георгиевич. Математическое программирование : [Учеб. пособие для вузов по спец."Прикл. математика"]. / Карманов Владимир Георгиевич ; Москва : Наука, 1975. – 272 с.
3.Кириллов Ю. В.. Прикладные методы оптимизации. Часть 1. Методы решения задач линейного программирования : Учебное пособие. / Кириллов Ю. В., Веселовская С. О. ; Кириллов Ю. В.. – Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2012. – 235 с. – URL: URL: https://www.iprbookshop.ru/45430.html. – ISBN ISBN 978-5-7782-2053-9.
4.Мастяева И. Н.. Методы оптимизации. Линейные и нелинейные методы и модели в экономике : Учебное пособие. / Мастяева И. Н., Семенихина О. Н. ; Мастяева И. Н.. – Москва : Евразийский открытый институт, 2011. – 424 с. –
URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/10783.html. – ISBN ISBN 978-5-374- 00410-6.
5.Супрун Анатолий Николаевич. Вычислительная математика для инженеровэкологов : метод. пособие : учеб. пособие для студентов инж.-экол. спец. вузов. / Супрун Анатолий Николаевич, Найденко Валентин Васильевич ;
7
Москва : Изд-во АСВ, 1996. – 391 с. – ISBN ISBN 5-87829-037-5.
6.Юдин Давид Борисович. Линейное программирование. Теория, методы и приложения / Юдин Давид Борисович, Гольштейн Евгений Григорьевич ; Москва : Наука, 1969. – 424 с.
Дополнительная литература:
1.Супрун Анатолий Николаевич. Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования : учеб.-метод. пособие по подгот. к лекциям (включая рекомендации по орг. самостоят. работы) для обучающихся по дисциплине "Методы оптимизации линейн. и нелинейн. программирования" по направлению подгот. 09.04.02 Информ. системы и технологии, направленность (профиль) Технология разработки информ. систем. / Супрун Анатолий Николаевич ; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. – 1 CD ROM. – URL: URL: http://catalog.nngasu.ru/MarcWeb2/.
Перечень ресурсов информационно – телекоммуникационной сети «интернет» (далее - сеть «интернет»), необходимых для освоения дисциплины:
1.http://www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека.
2.http://www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека России.
3.http://elibrary.ru/ Научная электронная библиотека.
4.http://www.edu.ru Федеральный портал «Российское образование»
5.http://window.edu.ru. Единое окно доступа к образовательным ресурсам
8
Куклина Ирина Геннадьевна
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЛИНЕЙНОГО И НЕЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Учебно-методическое пособие
подготовке к лекциям, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
для обучающихся по дисциплине «Методы оптимизации линейного и нелинейного программирования»
по направлению подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль)
Технология разработки информационных систем
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www.nngasu.ru, srec@nngasu.ru
9