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数理情報科学特論Ⅱ

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令和３年度以降入学者 数理情報科学特論Ⅱ
教員名 森山園子
単位数    2 課程     開講区分 文理学部
科目群 地球情報数理科学専攻
学期 後期 履修区分 選択必修
授業形態 対面授業（一部遠隔授業）
Canvas LMSコースID・コース名称 X02461B9　2024数理情報科学特論Ⅱ（森山園子・後・水2）
授業概要 組合せ最適化問題の解法（動的計画法および分枝限定法）と，線形計画問題および線形相補性問題とその解法について学ぶ。
授業のねらい・到達目標 情報科学の基盤をなす数学として，数理計画問題の基本概念ついて学び，数理計画的な考え方を身に付ける。受講者がこれらの概念を理解して、正しく使いこなせるようになることを目指す。
授業の形式 講義、演習
授業の方法 ・第1-4,6-9,11,12,14回（対面授業）　対面により講義を実施する。
・第5,10,13,15回（Zoom授業）　各自プログラムを作成する。
対面に参加できない学生は，教員の許可をうけてzoomによるオンライン参加をすること。
なお，対面参加不参加の条件は学部ガイドラインの方針に従う。
授業計画
1 数理計画問題の python による実装
【事前学習】数理計画問題の定式化に関する習熟 （2時間）
【事後学習】数理計画問題の実装 （2時間）
【授業形態】対面授業
2 動的計画法（１）ナップサック問題
【事前学習】ナップサック問題の確認 （2時間）
【事後学習】動的計画法による２つの定式化の習熟およびその実装 （2時間）
【授業形態】対面授業
3 動的計画法（２）ビンパッキング問題
【事前学習】ビンパッキング問題の確認 （2時間）
【事後学習】動的計画法による定式化の習熟およびその実装 （2時間）
【授業形態】対面授業
4 動的計画法（３）巡回セールスマン問題
【事前学習】巡回セールスマン問題の確認 （2時間）
【事後学習】動的計画法による定式化の習熟およびその実装 （2時間）
【授業形態】対面授業
5 まとめと総合演習：動的計画法
【事前学習】動的計画法による定式化および実装の習熟 （2時間）
【事後学習】第２回～第４回分の実装の完成 （2時間）
【授業形態】同時双方向型授業
6 分枝限定法（１）ナップサック問題
【事前学習】ナップサック問題の確認 （2時間）
【事後学習】分枝限定法の一連の流れの復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
7 分枝限定法（２）巡回セールスマン問題
【事前学習】巡回セールスマン問題の確認 （2時間）
【事後学習】動的計画法による定式化の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
8 線形計画問題と単体法の復習
【事前学習】3年前期科目「数理計画」の復習 （2時間）
【事後学習】問題の定式化の完成および単体法の習熟 （2時間）
【授業形態】対面授業
9 単体法の行列表記（第2段階）
【事前学習】単体法（第2段階）の確認 （2時間）
【事後学習】行列表記された単体法（第2段階）の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
10 単体法の実装（第2段階）
【事前学習】行列表記された単体法（第2段階）の習熟 （2時間）
【事後学習】行列表記された単体法（第2段階）の実装 （2時間）
【授業形態】同時双方向型授業
11 ピボット規則の確認（最大改善規則，最小添字規則）
【事前学習】ピボット規則の確認 （2時間）
【事後学習】最大改善規則および最小添字規則の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
12 単体法の行列表記（第1段階）
【事前学習】行列表記された単体法（第1段階）の習熟 （2時間）
【事後学習】行列表記された単体法（第1段階）の実装 （2時間）
【授業形態】対面授業
13 単体法の実装完成
【事前学習】単体法の習熟 （2時間）
【事後学習】実装された単体法の復習 （2時間）
【授業形態】同時双方向型授業
14 線形相補性問題とBardアルゴリズム
【事前学習】単体法（第2段階）の習熟 （2時間）
【事後学習】単体法（第2段階）に基づくBardアルゴリズムの習熟 （2時間）
【授業形態】対面授業
15 Bardアルゴリズムの実装
【事前学習】Bardアルゴリズムの習熟 （2時間）
【事後学習】Bardアルゴリズムの実装の完成 （2時間）
【授業形態】同時双方向型授業
その他
教科書 使用しない
参考書 使用しない
成績評価の方法及び基準 レポート:提出されたプログラムを中心に評価する。(50%)、授業参画度:発表および授業内の演習により評価する。(50%)
オフィスアワー 情報科学科内slackにて随時対応
備考 各自のノートパソコンを用いて適宜プログラミングを実施する。

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