2.1. ВОПРОСЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

(ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ)

Зачет в 3-ом семестре охватывает темы №№ 1-7 и включает вопросы к лабораторным работам №№ 1-7

1.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

2.1. Методические рекомендации по выполнению

Общая характеристика лабораторных работ

Целью выполнения цикла лабораторных работ является освоение машинных алгоритмов и программ различных методов оптимизации и решение ряда конкретных оптимизационных задач.

Для этого студент выполняет следующие действия:

• изучает сущность задачи оптимизации;

• решает задачу с оптимизации использованием программы в MathCad;

• проводит анализ результатов расчета;

• составляет краткий отчёт о проделанной работе.

В процессе выполнения работ студент использует методические указания и исходные данные для своего варианта, содержащиеся в литературе [2].

2.2. Регламент выполнения лабораторных работ

в компьютерном классе.

1. Работы в Компьютерном классе выполняются фронтально. Каждый студент имеет свой вариант задания.

2. После ознакомления с «Описанием работы» студент вводит программу и отлаживает ее на контрольном примере.

3. Преподаватель проверяет результаты расчета отладочного примера.

4. По завершению выполнения всех заданий студент предъявляет (с экрана монитора) программу и результаты расчетов, оформленные в виде протокола. Преподаватель просматривает результаты и дает разрешение на распечатку протокола, делает отметку в журнале о выполнении работы и выдает теоретические вопросы для защиты (см. п. Вопросы для защиты).

5. К следующему плановому занятию студент готовит ответы на вопросы и защищает работу.

2.3. Требования к отчетности.

Каждая работа считается сданной, если:

- она выполнена на компьютере (введена и отлажена программа показания приборов, характеристики и по результатам составлен протокол;

- оформлен отчет, в котором результаты расчетов обработаны, представлены в графическом виде (где это предусмотрено заданием) и по результатам сделаны выводы;

- работа защищена (даны ответы на поставленные преподавателем теоретические вопросы).

На каждом занятии студенты выполняют одну и защищают одну предыдущую работу. Количество выполняемых работ цикла, т.о. на одну меньше числа плановых занятий.

2.4. Структура и содержание отчёта

Отчет состоит из следующих разделов:

1 .Введение

Во введении указываются цели работы (из описания заданий к лабораторным работах).

2. Постановка задачи

Формулируется постановка задачи своего варианта задания.

3. Решение задачи

Приводятся: результаты оптимизации с использованием программы в MathCad,. Формулируются выводы по результатам. Графический материал при этом оформляется в графике MathCad.

2.5. Формы и методы контроля знаний студентов

Текущими формами контроля качества подготовки студентов по данному лабораторному циклу являются: составление отчетов по результатам выполнения лабораторных работ, а также защита результатов выполнения работ в устной форме, фиксирующих уровень овладения численными методами оптимизационных расчетов и практическими навыками их применения с использованием компьютерных программ MathCad, по результатам которых выставляется зачет.

2.6. Темы и краткое содержание лабораторных работ

Лабораторная работа № 1 (тема № 3) Метод равномерного поиска (4 часа)

Цель работы: овладение методом «равномерного поиска» для решения задачи одномерной оптимизации.

Задачи работы:

□ изучение алгоритм машинного метода одномерной оптимизации «равномерного поиска»;

□ написание программы метода одномерной оптимизации «равномерного поиска»;

□ применение программы метода «равномерного поиска» для решения метода одномерной оптимизации.

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]

Лабораторная работа № 2 (тема № 3) Метод делением отрезка пополам (4 часа).

Цель работы: овладение методом для решения задачи одномерной оптимизации решение задачи одномерной оптимизации «делением отрезка пополам».

Задачи работы:

□ изучение алгоритм машинного метода одномерной оптимизации метод «делением отрезка пополам»;

□ написание программы метода одномерной оптимизации ««метод делением отрезка пополам»;

□ применение программы метода «делением отрезка пополам» для решения метода одномерной оптимизации.

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]

Лабораторная работа № 3 (Тема № 3) Метод «золотого сечения» (4 часа)

Цель работы: решение задачи одномерной оптимизации методом «золотого сечения».

Задачи работы:

□ изучение алгоритм машинного метода одномерной оптимизации методом «золотого сечения»;

□ написание программы метода одномерной оптимизации методом «золотого сечения»»;

□ применение программы метода «золотого сечения» для решения метода одномерной оптимизации.

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Лабораторная работа № 4 (Темы № 3, 10) Оценка эффективности методов оптимизации (4 часа)

Цель работы: сравнение методом одномерной оптимизации по эффективности.

Задачи работы:

□ изучение критерия и методики оценки эффективности методов оптимизации;

□ расчет показателя эффективности методов одномерной оптимизации «равномерного поиска», «делением отрезка пополам» и «золотого сечения»;

□ выбрать наиболее эффективный метод для решении конкретной задачи среди методов одномерной оптимизации «равномерного поиска», «делением отрезка пополам» и «золотого сечения».

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]

Лабораторная работа № 5 (Тема № 4). Симплекс-метод линейного программирования (4 часа)

Цель работы: освоение симплекс-метода линейного программирования

Задачи работы:

□ изучение теории задачи линейного программирования и методики оптимизации симплекс-методом;

□ построение алгоритма и программы в Mathcad оптимизации симплекс-методом.

□ выполнение оптимизационных расчетов симплекс-методом для конкретной практической задачи;

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]

Лабораторная работа № 6 (Тема № 6) Оптимизация двигателя (8 часов)

Цель работы: решение задачи оптимизации двигателя.

Задачи работы:

□ изучение методики параметрической оптимизации на примере задачи оптимизации двигателя;

□ построение модели двигателя и целевой функции задачи оптимизации, ограничений;

□ решение задачи оптимизации двигателя одним из методов одномерной оптимизации с помощью программы в Mathcad.

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]

Лабораторная работа № 7 (Тема № 7) Многомерные методы оптимизации (4 часа)

Цель работы: освоение многомерных методов оптимизации

Задачи работы:

□ изучение методов многомерных оптимизации;

□ построение машинных алгоритмов методов покоординатного спуска и Хука-Дживса;

□ решение конкретной практической задачи многомерной оптимизации с помощью программы в Mathcad.

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]

Лабораторная работа № 9 (Тема № 12) Динамическое программирование (6 часа)

Цель работы: освоение общей схема и методов решения задачи динамического программирования.

Задачи работы:

□ изучение общей схемы решения задачи динамического программирования, принципа оптимальности Беллмана и функциональных уравнений Беллмана;

□ построение машинного алгоритма для решения задачи распределения ресурсов и функции динамики цен;

□ решение задачи распределения ресурсов, расчет функции полезности и спроса и равновесных цен с помощью программы в Mathcad.

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]

Лабораторная работа № 8 (Тема № 8). Многомерная оптимизация при ограничениях (4 часа)

Цель работы: освоение методов многомерной оптимизации при ограничениях.

Задачи работы:

□ изучение методов многомерной оптимизации при ограничениях (метода движения вдоль границ и метода штрафных функций);

□ построение машинных алгоритмов методов «движения вдоль границ» и «штрафных функций» задачи многомерной оптимизации при ограничениях;

□ решение задачи многомерной оптимизации методами «движения вдоль границ» и «штрафных функций» с помощью программы в Mathcad.

Программно-аппаратное обеспечение: ПЭВМ IBM PC. Mathcad.

Литература:[1,4,8,10]