НОВА ВЕРСІЯ САЙТУ КАФЕДРИ ВЖЕ ПРАЦЮЄ, ПЕРЕХОДЬТЕ ЗА ПОСИЛАННЯМ KEOA.KPI.UA/wp/



Russian Ukraine English
Catalog RSS

  Новини
  Абітурієнтам >>
  Про кафедру >>
  Викладачі >>
  Навчальний процес >>
  Наукові проекти
  Студентські проекти >>
  Учбовий центр
  Контакти >>
Фотогалерея
  Наш youtube-канал
  Розклад занять



вступ у кпі

Програма фахового вступного випробування
Програма додаткового вступного випробування

Методичні рекомендації до розрахунку печатних плат [24мб]
Вступ до КПІ, екзамени, тести, адреса приймальної комісії


Приемная комиссия КПІ
Інформаційний пакет
Сайт ФЕЛ
Сайт НТУУ «КПІ ім.І.Сікорського»
...




   
Ваша майбутня спеціальність 172 “Телекомунікації та радіотехніка”, спеціалізація «Інформаційно-обчислювальні засоби радіоелектронних систем».
В цьому році у нас 53 бюджетних місця.

ВІТАЄМО!! Кафедра КЕОА зайняла 1 місце серед кафедр ФЕЛ НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського» - KPIDATA.ORG

Навчально-науковий центр « Ощадливе виробництво»
[ Карта сайта ]     Головна » Навчальний процес » Дисципліни кафедри » Оптимизация и принятие проектно-конструкторских решений. ОКМ 




- pdf

Оптимізація та прийняття проектно-конструкторських рішень. ОКМ


Оптимізація та прийняття проектно-конструкторських рішень. ОКМ

 НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Кафедра конструювання електронно-обчислювальної  апаратури

 

                                                                                 “Затверджую”

                                                                               Декан ФЕЛ НТУУ «КПІ»

                                                                                                       _________________ В.Я. Жуйков

“_____”_______________2013 р.

                                                                 

 

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ

“Теорія оптимізації та прийняття конструкторських рішень”

                  для напряму підготовки - 0910 “Радіоелектронні апарати”
        освітньо-кваліфікаційний рівень - бакалавр (шифр -  6.091.001)
спеціальність  - “Виробництво електронних засобів”

 

 

                                                          Програму рекомендовано кафедрою         
                                                          “Конструювання електронно-              
                                                            обчислювальної апаратури”

                                        Протокол № ___ від “___” ____________.2013 р.

                                        Завідувач кафедрою КЕОА _________ О.М. Лисенко

 

Київ – 2013

 

–  2  –

                           І. ЗАГАЛЬНІ  ВІДОМОСТІ

Курс “Теорія оптимізації та прийняття конструкторських рішень” відноситься до циклу професійно-орієнтованих дисциплін базової підготовки студентів, спрямованих на здобуття знань, умінь та навичок оптимізації та прийняття рішень при проектуванні, конструюванні та виготовленні електронно-обчислювальної апаратури.

 

ІІ.  РОЗПОДІЛ  НАВЧАЛЬНОГО  ЧАСУ

Розподіл навчального часу за видами занять (на одного студента)

Семестр

Всього

Лекц.

Практ.

Семін.

Лабор.

Індивід.

СРС

Семестрова
атестація

      8

   106

   34

     -

     - 

    18

    4

   50

  залік

 

ІІІ.  МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ

Мета викладання курсу — ознайомлення студентів з основними положеннями теорії безумовної й умовної оптимізації, дослідження класів методів диференціальної оптимізації, порівняння методів між собою й застосування реальних алгоритмів і програм для проектування оптимальних електричних схем. Викладання курсу спирається на знання, які студенти отримали при вивченні вищої математики, чисельних методів, теорії систем та сигналів, основ радіоелектроніки тощо. У свою чергу, дана дисципліна забезпечує необхідними знаннями студентів для вивчення таких предметів, як “Основи конструювання ЕОЗ”, “Виробничі системи зі штучним інтелектом”.

Задачi курсу полягають у вивченнi студентами:

  1. ролі і місця оптимізації в проектуванні в сучасних електронних схем та систем,
  2. основних класів оптимізаційних методів і алгоритмів для їх реалізації,
  3. сучасних тенденцій розвитку теорії оптимізації.

 

 

 

 

–  3  –

      1. ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

 

IV.1. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ ЗА ТЕМАМИ

 

Найменування розділів і тем

Всього

Лекцій

Лабор.

Індив.

СРС

         8-й семестр

Розділ 1. Загальні положення
Тема 1.1. Основні поняття теорії оптимізації.
Тема 1.2. Загальна й інженерна постановка
задачі оптимізації.
Тема 1.3. Вибір методу оптимізації для
проектування схем і конструкцій.
Тема 1.4. Багатокритеріальна оптимізація.
Тема 1.5. Чисельне визначення похідних.

Розділ 2. Методи безумовної оптимізації.
Тема 2.1. Методи покоординатного спуску.
Тема 2.2. Методи якнайшвидшого спуску.
Тема 2.3. Диференціальні методи з великим
кроком.
Тема 2.4. Аналіз квазін'ютонівських методів.
Тема 2.5. Проблеми одномірного пошуку.
Тема 2.6. Порівняння алгоритмів безумовної оптимізації.
Тема 2.7. Базовий алгоритм безумовної оптимізації.
Тема 2.8. Рішення систем нелінійних алгебраїчних рівнянь.

Розділ 3. Методи умовної оптимізації в  
 задачах проектування.
Тема 3.1. Класифікація методів умовної
оптимізації.
Тема 3.1. Методи штрафних і бар'єрних
функцій.
Тема 3.2. Метод Н'ютона з обмеженнями.

Розділ 4. Генетичні алгоритми.
 Тема 4.1. Природний добір у природі.
Тема 4.2. Математичні основи генетичних
алгоритмів.

Модульно-контрольна робота.

 

21

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

2

 

 

2

 

8
2
2

1

1
2

16
1
1
2

2
4
2

2

2

 

4

1

2

1

4
2
2

 

2

 

3

 

 

 

3

12
3
3

 

3
3

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

10

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

20

 

Всього:

104

34

18

4

50

–  4  –

IV.2. ЛЕКЦІЇ (детальний зміст)

Розділ 1. Загальні положення
Тема 1.1. Основні поняття теорії оптимізації. Історична довідка. Місце оптимізації в проектуванні. Визначення й позначення.
Тема 1.2. Загальна й інженерна постановка задачі оптимізації. Приклади оптимізаційних задач. Поведінка цільових функцій. Лінійні трансформації, опуклість і унімодальність, лінії рівня, круті яри.
Тема 1.3. Вибір методу оптимізації для проектування схем і конструкцій. Переваги диференціальних методів.
Тема 1.4. Багатокритеріальна оптимізація. Поверхні компромісу. Роль розроблювача в ухваленні остаточного рішення.
Тема 1.5. Чисельне визначення похідних. Облік розрядності комп'ютера. Вибір величини інкременту. Бічний та центральний метод.

Розділ 2. Методи безумовної оптимізації
Тема 2.1. Методи покоординатного спуску. Використання рядів Тейлора для класифікації методів оптимізації по групах.
Тема 2.2. Методи якнайшвидшого спуску. Хитання похідних. Прискорювальні процедури для МЯС.
Тема 2.3. Диференціальні методи з великим кроком. Застосовність методів для опуклих і неопуклих задач нелінійного програмування.
Тема 2.4. Аналіз квазін'ютонівських методів. Поняття сполучених напрямків. Загальні риси й розходження формул корекції гессіана.
Тема 2.5. Проблеми одномірного пошуку. Золотий перетин. Квадратична й кубічна інтерполяція. Надійність і швидкість одномірного пошуку.
Тема 2.6. Порівняння алгоритмів безумовної оптимізації. Критерії порівняння. Чисельні приклади.
Тема 2.7. Базовий алгоритм безумовної оптимізації.
Тема 2.8. Рішення систем нелінійних алгебраїчних рівнянь як окремий випадок задачі оптимізації.

Розділ 3. Методи умовної оптимізації в задачах проектування.
Тема 3.1. Класифікація методів умовної оптимізації й вибір потрібного методу.
Тема 3.1. Методи штрафних і бар'єрних функцій.
Тема 3.2. Метод Н'ютона з обмеженнями для уточнення рішень.

Розділ 4. Генетичні алгоритми.
 Тема 4.1. Природний добір у природі. Схрещування, мутації, элітність.
Тема 4.2. Математичні основи генетичних алгоритмів. Порівняння з методами повного перерахування й методами Монте-Карло.

Модульно-контрольна робота (2 академічних години).

Розподіл тем по лекціях із зазначенням кількості годин доведено вище.

 

–  5  –

IV.3. ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ

Не передбачені навчальною програмою.

IV.4. СЕМІНАРСЬКІ ЗАНЯТТЯ

Не передбачені навчальною програмою.

IV.5. ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

Мета виконання лабораторного практикуму полягає у закріпленні знань, отриманих на лекціях і в результаті самостійної роботи студентів. Комплекс лабораторних робіт містить у собі 6 лабораторних робіт у комп'ютерному класі, призначених для закріплення знань лекційного курсу. Програми, написані викладачем, ілюструють поведінку оптимізаційних процедур або їхніх фрагментів при рішенні практичних завдань, сформульованих у вигляді завдань нелінійного програмування. Особливість лабораторних робіт – облік обмежень, внесених апаратною частиною комп'ютерів. Остання, найбільш велика робота присвячена практичному настроюванню аналогових електронних схем на необхідні частотні характеристики.

Теми лабораторних робіт

     1. Обчислення часткових похідних математичних функцій.
2. Дослідження методу покоординатного спуску.
3. Методи якнайшвидшого спуску.
4. Квазін’ютонівські методи.
5. Види одномірного пошуку.
6. Оптимізація електронних схем у частотній області.

     Кожна лабораторна робота оформляється у встановленому порядку й повинна бути здана студентом особисто за схемою «присутність на заняттях + протокол + захист».

IV.6. ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Метою індивідуальних завдань є поглиблена підготовка у вивченні окремих розділів і тем навчальної програми. Оскільки розрахунково-графічні роботи, які раніше практикувалися в даному курсі, з розвитком комп'ютеризації навчального процесу стають марними, було вирішено замінити РГР поглибленим вивчанням конкретних методів комп'ютерного настроювання схем із проведенням тематичного колоквіуму.

–  6  –

IV.7. КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ

     Через стислість лекційного курсу та дефіцит годин у розкладі, реальна перевірка засвоєння матеріалу по даній дисципліні переноситься на захисти лабораторних робіт.

V. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Методика вивчення даної дисципліни враховує як специфіку дисципліни, так і той факт, що вона викладається на 3-му курсі підготовки бакалаврів. 
Студенти 3-го курсу вже володіють достатнім арсеналом знань, умінь та навичок за обраним фахом, які вони здобули на попередніх курсах професійної підготовки у вузі. Це дає змогу посилити елементи самостійності у вивченні дисципліни, а також спиратися у викладанні на предмети, суміжні з даним. Студентам надається можливість самостійної роботи на комп’ютерах по виконанню завдань лабораторного практикуму.
Деякі теми навчального плану дотикаються відповідних тем забезпечуючих дисциплін. Це стосується  окремих розділів дисциплін “Спецрозділи математики”, “Програмування” тощо. При цьому наголос робиться на використанні математичних методів в розв’язанні конкретних практичних задач.

VІ. НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНІ  МАТЕРІАЛИ

В цьому розділі наводиться перелік літератури, яка пропонується студентам для вивчення основної частини предмету (список основної літератури), а також поглибленого вивчення окремих його розділів (список додаткової літератури).

Основна література

     1. Д. Химмельблау, Прикладное нелинейное программирование, Изд-во "Мир", Москва, 1975 г., 536 стр. (з наяіністю електронної версії посібника).
2.  Оптимизация в технике./Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел, М.: Издательство "Мир", 1986г.,- 349 с.

 

Додаткова література

     1. Д. А. Фиакко и Г. Мак-Кормик, Нелинейное программирование, Изд-во "Мир", Москва, 1972 г.
2. В. Г. Карманов. Математическое программирование, "Наука", Москва, 1975 г.
3. В. П. Сигорский и М. А. Терешин, Повышение эффективности автоматизированного проектирования в частотной области, Радиотехника, №3, с. 90-93, 1988 г.
–  7  –

Окрім рекомендованої літератури, кожний студент одержує від викладача електронні версії конспекту лекцій по дисципліні. 

 

 

     Робочу навчальну програму дисципліни “Теорія оптимізації та прийняття конструкторських рішень ” підготував ст. викладач Бондаренко Н.О.

     Програма рекомендована науково-методичнім семінаром кафедри КЕОА факультету електроніки НТУУ “КПІ” “_____” _____________ 2013р., протокол № ____ .

 

 

 

 


   

 
Головна |