Recomandări metodice generale.
În cadrul specialităţii 01.01.09 – Cibernetică Matematică se pregătesc specialişti de o calificare înaltă, capabili de a modela şi de a elabora metode eficiente de soluţionare a problemelor extremale cu caracter discret şi continuu. Direcţiile principale ţin de modelarea proceselor headback, dirijarea optimală, teoria grafurilor şi generalizări, matematica economică etc.
Conţinutul programei.
Logica matematică
- Funcţii în algebra propoziţiilor. Reprezentarea prin f.n.p.
- Problema completitudinii funcţionale: Teorema despre completitudinea funcţională în P2.
- Funcţii finit predeterminate. Automate. Evenimente regulate şi reprezentarea lor prin automate.
- Funcţii calculabile. Echivalenţa claselor de funcţii recursive şi funcţii calculabile după Turing.
- Nerezolvabilitatea algoritmică a problemei completitudinii. Teorema lui Godel.
Combinatorică
- Selecţii şi aranjamente. Repartiţii şi complectări. Sisteme de mulţimi.
- Numerele lui Ştirling, Bell şi Fibonaci.
- Metoda funcţiilor producătoare şi aplicaţiile ei.
- Metoda includerii excluderii. Sisteme de reprezentanţi ale mulţimilor. Teorema Ramsey.
- Sisteme de incidenţă şi matrice speciale. Pătrate şi dreptunghiuri latine.
Teoria grafurilor
- Noţiunile de bază ale teoriei grafurilor. Reprezentarea grafurilor. Problema izomorfizmului.
- Grafuri planare. Formula Euler. Criterii de planaritate.
- Noţiune de clică şi mulţimi stabile în grafuri. Acoperirea grafurilor cu mulţimi de vârfuri şi muchii.
- Convexitatea în grafuri. Teorema Menger. Grafuri Hamilton şi Euler.
- Colorarea grafurilor. Problema a 4 culori. Teorema Vizing despre colorarea muchiilor.
- Grafuri perfecte şi triangulate. Descompunerea simplicială a grafurilor triangulate.
- Aspectele algoritmice ale teoriei grafurilor.
- Noţiuni de bază ale teoriei hipergrafurilor. Hiperarbori.
Algoritmi şi complexitate
- Estimarea complexităţii algoritmilor şi a problemelor. Dimensiunea problemei individuale. Exemple de algoritmi polinomiali. Metoda divide şi domină (divide et tempera).
- Probleme de optimizare. Clasele P şi NP. Exemple de probleme NP-cornplete. Reducerea polinomială a problemei 3-realizabilităţii la problema despre clica maximală a grafului.
Algoritmi în matematica discretă.
- Fluxuri în. reţele. Teorema Ford-Fulkerson despre fluxul maximal. Legătura reciprocă cu teoremele lui Dilworth, Menger şi Hall. Cuplaj maximal.
- Fluxuri de cost minim în reţele şi metode de rezolvare. Metoda simplexului dual. Metoda ungară.
- Metoda lanţurilor alternante de construire a cuplajului maximal într-un graf bipartit şi estimarea complexităţi lui.
- Problema arborelui de acoperire minimal. Matroizi şi algoritmul greedy. Problema despre intersecţia matroizilor.
- Problema sortării. Algoritmi de sortare şi selecţie.
- Structuri de date. Arbori binari de căutare. Arbori optimali de căutare. AVL-arbori şi B-arbori.
- Problemele geometriei computaţionale şi metodele ei. Localizarea punctului într-o subdiviziune rectilinie a planului (metoda fîşiilor, metoda lanţurilor monotone şi metoda deteriorării triunghiulare). Structuri de date multidimensionale. Arborii segmentelor.
- Diagrama Voronov şi probleme cu caracter metric. Folosirea diagramei Voronov la construirea arborelui de acoperire minimă în plan. Triangulări. Algoritmul de triangulare a unei poligon simplu.
Programarea liniară şi convexă.
- Formulare problemelor de programare matematică. Teorema Kuhn-Takker.
- Problema generală de programare liniară. Teoremele de dualitate. Metoda simplex.
- Stabilitatea în programarea matematică. Programarea liniară cu parametri.
- Probleme de programare liniară în numere întregi, metode de rezolvare.
Metode de optimizare fără restricţii.
- Metode de optimizare fără restricţii (metoda gradient, metoda gradientului conjurat, metoda Newton, căutare aleatoare).
- Metode de optimizare convexe (metoda gradientului proiectat, metoda gradientului condiţionat, metoda direcţiilor admisibile). Metoda funcţiilor de penalizare.
- Algoritmi optimali în programarea matematică. Complexitatea informaţională şi de calcul a problemelor de programare convexă.
- Metodele programării dinamice, metoda ramificării şi marginilor.
- Metode de regularizare.
- Metode de optimizare stohastice, metode de optimizare cu funcţii discontinuu derivabile.
Teoria jocurilor.
- Definiţia jocului. Jocuri antogonistice. Teorema despre minimax pentru jocuri matriciale.
- Determinarea strategiilor optimale mixte. Jocuri concav-convexe.
- Definiţia jocului cu N persoane. Situaţie de echilibru pentru jocuri cu N persoane. Teorema Nash.
- ocuri şi structuri ierarhice. Utilizarea jocurilor ierarhice la modelare sistemelor ierarhice cu doua nivele. Metodele de determinare a strategiilor optime pentru jocuri cu structuri ierarhice.
Teoria orarurilor
- Sisteme de deservire la unul şi doua dispozitive. Intervale de directivă. Problema Bellman-Jonson.
Literatura de specialitate.
- В.А.Емеличев, О.И.Мельников, В.И.Сарванов, Р.И.Тышкевич. Лекции по теории графов. М., Наука, 1990.
- А.А.Зыков. Теория графов. М., Наука, 1987.
- Х.Пападимитриу, К.Стайнглиц. Комбинаторная оптимизация. М., Мир, 1985.
- Ф.Препарата и М.Шеймос. Вычислительная геометрия. Введение. М., Мир, 1989.
- Ф.Харари. Теория графов. М., Мир, 1979.
- К.А.Рыбников. Введение в комбинаторный анализ. М., МГУ, 1985.
- М.Свами , К.Тхуласираман. Графы, сети и алгоритмы. М., Мир, 1984.
- А.Ахо, Дж.Хопкрофт, Дж. Ульман. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М., Мир, 1979.
- В.С.Танаев, В.В.Шкурба. Введение в теорию расписаний. М., Наука, 1975.
- Constantin Smadici. Cercetare operaţională, p. 1,2. Universitatea "Al. I. Cuza". Iaşi, Facultatea de Matematică.
- C. Amihăesei. Curs de cercetări operaţională. Universitatea Al. I. Cuza.
- A. Stefanescu, C. Zidăroiu. Cercetări operaţionale. Bucureşti. 1981.
- I. Nădejde, C. Bergthaller, C. Zidăroiu, S. Sburlan. Probleme de cercetare operaţională: Programare matematică. Editura academiei Republicii Socialiste România. Bucureşti. 1971.
- В.Г.Карманов. Математическое программирование. M., Hayкa. 1975.
- Ю.Б. Гермеер. Игры с непротивоположными интересами. М., Наука, 1976.
- B.C. Taнaeв, B.B.Шкурба. Введение в теорию расписаний. М., Наука, 1975.
- А.Ахоб Дж.Хопкрофт, Дж. Ульман. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М., Мир, 1979.
- Э.Рейгольд, Ю.Нивергельт, Н.Део. Комбинаторные алгоритмы: теория и практика. М., Мир, 1980.
- С.В.Яблонский. Введение в дискретную математику. М., Наука, 1980.