- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ
- •2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПЕРАЦИЙ
- •3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ
- •3.1. ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ
- •3.1.1. ЛИНЕЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
- •3.1.2. ЦЕЛОЧИСЛЕННОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ И КОМБИНАТОРИКА
- •3.1.3. ТЕОРИЯ ГРАФОВ
- •3.1.5. НЕЛИНЕЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
- •3.1.4. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
- •3.1.6. ДИНАМИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
- •3.1.7. ВАРИАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ
- •3.1.8. ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
- •3.2. СТОХАСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
- •3.2.1. СТОХАСТИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
- •3.2.5. ТЕОРИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
- •ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
- •КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЁТУ И ЭКЗАМЕНУ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЁТУ И ЭКЗАМЕНУ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ К ЗАЧЁТУ 2 СЕМЕСТР
1.Основные понятия и принципы исследования операций.
2.Математические модели операций.
3.Прямые и обратные задачи исследования операций.
4.Детерминированные задачи.
5.Выбор решения в условиях неопределённости.
6.Многокритериальные задачи исследования операций.
7.Линейное, нелинейное, целочисленное, динамическое программиро-
вание.
8.Марковские случайные процессы.
9.Теория массового обслуживания.
10.Статистическое моделирование случайных процессов (метод Монте-
Карло).
11.Игровые методы обоснования решений.
12.Методы анализа сложных систем.
13.Свойства сложных систем.
ПРИМЕРЫ ТИПОВЫХ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ
КЗАЧЁТУ 2 СЕМЕСТР
1.Предложите структурную схему сложного технического объекта по теме магистерской диссертации.
2.Приведите пример системы уравнений, используемых для описания сложного технического объекта по теме магистерской диссертации.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ 3 СЕМЕСТР
1.Метод конечных элементов решения дифференциальных уравнений
вчастных производных с краевыми условиями 1 – 4 рода.
2.Сходимость разностных схем для решения дифференциальных урав-
нений в частных производных.
3.Основные понятия и принципы исследования операций.
4.Метод, использующий функции Грина для решения дифференциаль-
ных уравнений в частных производных с краевыми условиями 1 – 4 рода.
74
5.Математические модели операций.
6.Схема Кранка-Николсона для решения дифференциальных уравне-
ний в частных производных с краевыми условиями 1 – 4 рода.
7.Прямые и обратные задачи исследования операций.
8.Структуры связи между элементами сложных систем.
9.Метод релаксации с прогонкой по строке для решения дифференци-
альных уравнений в частных производных с краевыми условиями 1 – 4 рода.
10.Детерминированные задачи.
11.Выбор решения в условиях неопределённости.
12.Многокритериальные задачи исследования операций.
13.Линейное программирование.
14.Нелинейное программирование.
15.Целочисленное программирование.
16.Динамическое программирование.
17.Марковские случайные процессы.
18.Теория массового обслуживания.
19.Статистическое моделирование случайных процессов (метод Монте-
Карло).
20.Игровые методы обоснования решений.
21.Методы анализа сложных систем.
22.Свойства сложных систем.
23.Математические модели сложных систем.
ПРИМЕРЫ ТИПОВЫХ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ
КЭКЗАМЕНУ 3 СЕМЕСТР
1.Разработать математическую модель объекта по теме магистерской диссертации.
2.Выявить метод решения систем уравнений, наиболее подходящий для математической модели сложного технического объекта по теме магистерской диссертации.
3.Записать алгоритм решения системы уравнений математической мо-
дели сложного технического объекта по теме магистерской диссертации.
4. Записать фрагмент программы параллельных вычислений для решения задачи моделирования сложного технического объекта по теме магистерской диссертации.
75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В учебном пособии рассмотрены математические, количественные мето-
ды для обоснования решений во всех областях целенаправленной человеческой деятельности. Большое внимание уделено как детерминированным, так и сто-
хастическим математическим методам, позволяющих найти наилучшие (опти-
мальные) решения разнообразных практических задач. Приведены методиче-
ские указания по лабораторным работам и курсовому проектированию, а также даны перечень вопросов к зачёту и экзамену. Всё это поможет студентам в ос-
воении науки «Исследование операций».
76
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Исследование операций. В 2-х т. / под ред. Дж. Моудера, С. Элма-
граби. – Москва : Мир, 1981. – Т. 1. – 712 с.
2.Писарук, Н. Н. Исследование операций / Н. Н. Писарук. – Минск :
БГУ, 2015. – 304 c.
3.Бухвалова, В. В. Введение в геометрическое программирование /
В. В. Бухвалова, А. С. Рогульская. – Москва : Национальный Открытый Уни-
верситет «ИНТУИТ», 2016. – 115 с.
4.Литовка, Ю. В. Методы конечномерной оптимизации. Мультимедиа :
учебное пособие / Ю. В. Литовка, Д. С. Соловьёв, В. В. Конкина. – Тамбов :
Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – 80 с.
5.Гераськин, М. И. Линейное программирование : учебное пособие /
М. И. Гераськин, Л. С. Клентак ; под общ. ред. Л. С. Клентак. – Самара : Изд-во СГАУ, 2014. – 104 с.
6.Шевченко, В. Н. Линейное и целочисленное линейное программиро-
вание / В. Н. Шевченко, Н. Ю. Золотых. – Нижний Новгород : Изд-во Нижего-
родского госуниверситета им. Н. И. Лобачевского, 2004. – 154 с.
7.Бояринов, А. И. Методы оптимизации в химической технологии /
А. И. Бояринов, В. В. Кафаров. – Москва : Химия, 1975. – 576 с.
8.Алексеев, В. Е. Теория графов : учебное пособие / В. Е. Алексеев,
Д. В. Захарова. – Нижний Новгород : Нижегородский госуниверситет, 2017. –
119 с.
9.Литовка, Ю. В. Методы оптимизации. Вариационное исчисление
(web-формат) [Электронный ресурс. Мультимедиа] : учебное пособие /
Ю. В. Литовка, Д. С. Соловьёв, В. В. Конкина. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВО
«ТГТУ», 2016. – 80 с.
10. Солнышкина, И. В. Теория систем массового обслуживания : учеб-
ное пособие / И. В. Солнышкина. – Комсомольск-на-Амуре : ФГБОУ ВПО
«КнАГТУ», 2015. – 76 с.
11. Прокопенко, Н. Ю. Системы поддержки принятия решений [Элек-
тронный ресурс] : учебное пособие / Н. Ю. Прокопенко. – Нижний Новгород :
ННГАСУ, 2017. – 188 с.
77
12.Кини, Р. Л. Принятие решений при многих критериях: предпочтения
изамещения / Р. Л. Кини, X. Райфа ; пер. с англ. ; под ред. И. Ф. Шахнова. –
Москва : Радио и связь, 1981. – 560 с.
13. Подиновский, В. В. Парето-оптимальные решения многокритериаль-
ных задач / В. В. Подиновский, В. Д. Ногин. – Москва : Наука, 1982. – 254 с.
14. Литовка, Ю. В. Расчётно-логическая интеллектуальная система
управления многокатодной гальванической ванной / Ю. В. Литовка, А. А. Бан-
ников // Труды МАИ. – 2022. – № 122. – С. 1 – 17.
15. Эльсгольц, Л. Э. Вариационное исчисление : учебник / Л. С. Эльс-
гольц. – Москва : URSS, 2008. – 205 с.
16. Андреева, Е. А. Вариационное исчисление и методы оптимизации :
учебное пособие / Е. А. Андреева, В. М. Цирулева. – Москва : Высшая школа, 2006. – 583 с.
17. |
Сандерс, Дж. Технология CUDA в примерах: введение в программи- |
|
рование |
графических процессов / Дж. Сандерс, |
Э. Кэндрот ; пер. с англ. |
А. А. Слинкина. – Москва : ДМК Пресс, 2013. – 32 |
с. |
|
18. |
Боресков, А. В. Основы работы с технологией CUDA / А. В. Боре- |
|
сков, А. А. Харламов. – Москва : ДМК Пресс, 2013. – 232 с. |
||
19. |
Козлов, С. О. Использование технологии CUDA при разработке при- |
|
ложений |
для параллельных вычислительных устройств / С. О. Козлов, |
|
А. А. Медведев // Вестник Курганского государственного университета. – 2015. –
№4. – С. 106 – 112.
20.Петросян, Л. А. Теория игр : учебник / Л. А. Петросян, Н. А. Зенке-
вич, Е. В. Шевкопляс. – 2- е изд., перераб. и доп. – Санкт-Петербург : БХВ-
Петербург, 2012. – 432 с.
78
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. Основные понятия исследования операций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Методика проведения исследований операций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3. Методы исследования операций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.1. Детерминированные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.1.1. Линейное программирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.1.2. Целочисленное программирование и комбинаторика . . . . . . . . . 18 3.1.3. Теория графов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.4. Геометрическое программирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.1.5. Нелинейное программирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.1.6. Динамическое программирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1.7. Вариационные задачи оптимизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.1.8. Оптимальное управление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.2. Стохастические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.2.1. Стохастическое программирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.2.2. Робастная оптимизация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.2.3. Теория массового обслуживания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.2.4. Теория игр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.2.5. Теория принятия решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4. Использование параллельных вычислений для решения задач исследо-
вания операций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Курсовое проектирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Примерный перечень вопросов к зачёту и экзамену . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
79
Учебное электронное издание
ЛИТОВКА Юрий Владимирович МАЙСТРЕНКО Наталья Владимировна ЕГОРОВ Сергей Яковлевич
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ
Учебное пособие
Редактирование Е. С. Мордасовой Компьютерное макетирование М. А. Евсейчевой Обложка, упаковка, тиражирование Е. С. Мордасовой
ISBN 978-5-8265-2569-2
Подписано к использованию 24.04.2023. Тираж 50 шт. Заказ № 31
Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ» 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14
Телефон: (4752) 63-81-08 E-mail: izdatelstvo@tstu.ru
80
