Descriptif
Ce module sera décomposé en trois parties indépendantes :
La première partie consacrée à la résolution des grands systèmes d’équations et des systèmes creux sera organisée sur 6 heures et montrera comment gérer la taille et la vacuité d'un grand système, comment éviter et détecter les problèmes de conditionnement de système. On y abordera la prévision de temps calcul et l'estimation de RAM requise et le réordonnancement d'équations et de variables en vue d'optimiser le temps calcul requis.
La seconde partie consacrée la découverte et la modélisation de problèmes combinatoires à l’aide de la théorie des graphes sur 9 heures et organisée de la manière suivante :
- 3h d’introduction aux concepts et définitions nécessaires ;
- 3*1.5h de TD qui aborderont les concepts de connexité et cheminement, arbres et plus courts chemins, et enfin coloration ;
- 1.5h de présentation et appréhension du travail proposé en TAPE.
La troisième partie consacrée aux notions de complexité des problèmes combinatoires sera organisée 6 heures de la manière suivante :
- 1.5h de présentation des concepts essentiels en théorie de la complexité : Machine de Turing, réduction polynomiale, etc. ;
- 3h de TD pour apprendre à formaliser une réduction polynomiale et ainsi classer la complexité d’un nouveau problème ;
- 1.5h de présentation de la seconde partie du travail à effectuer en TAPE.
Pour terminer, la mise en pratique de la modélisation, de la résolution et de l’analyse d’un problème combinatoire sera faite au travers d’un travail en groupe et autonomie sur 7.5 heures. 2 séances seront par ailleurs consacrées à la présentation de ce travail TAPE au fil du module.
Objectifs pédagogiques
À l'issue de ce cours, les étudiants doivent être familiarisés avec le vocabulaire et les concepts de l'optimisation en général, avec la résolution de grands systèmes d’équations, et ensuite aux concepts de l’optimisation discrète.
Une première partie sera donc consacrée à la résolution des grands systèmes d’équations et des systèmes creux. La résolution de système linéaire est au cœur de la très grande majorité des opérations de résolution numérique de problème. Les systèmes linéaires rencontrés sont souvent de grande taille, très creux et parfois mal conditionnés.
Une seconde partie du module introduira la notion de graphe et les concepts de graphes permettant d'appréhender les algorithmes classiques de cette structure combinatoire.
Enfin, une troisième partie du module permettra d'appréhender les notions de complexité d'un problème combinatoire et de classe de complexité d'un problème. Ces notions seront illustrées dans le cadre de la théorie des graphes.
Pour les élèves du diplômeDiplôme d'Ingénieur IMT Mines Albi
- Éléments de raisonnement (preuves par récurrence, par l'absurde, etc.)
- Logique de premier ordre
- Systèmes linéaires
Format des notes
Numérique sur 20Pour les élèves du diplômeDiplôme d'Ingénieur IMT Mines Albi
Vos modalités d'acquisition :
Notes de TAPE + devoir écrit en fin de semestre
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 10)Le coefficient de l'enseignement est : 1
Programme détaillé
- Les grands systèmes déquations et les systèmes creux : 2 * 1h30 de cours
- TD sur les grands systèmes : 2 * 1h30
- Introduction à la théorie des graphes : 3h de cours
- TD "connexité et cheminement": 1h30
- TD "arbres et plus courts chemins" : 1h30
- TD "coloration " : 1h30
- Présentation du travail de TAPE : 1h30 de cours
- TAPE : 3h
- Introduction à la complexité des problèmes : 1h30
- TD "notion de réduction polynomiale" : 3h
- Présentation du travail de TAPE : 1h30
- TAPE : 4h30
- Devoir surveillé : 1h30