个人介绍
最优化算法

主讲教师:王财勇

教师团队:共1

  • 王财勇
学校: 北京建筑大学
开课院系: 智科学院
开课专业: 人工智能
课程英文名称: Optimization algorithm
课程编号: 20728011.01
学分: 2
课时: 32
课程介绍
《最优化算法》是人工智能专业的专业必修课。本课程将介绍与人工智能相关的最优化算法的基本概念、算法内容和理论分析,提高学生对人工智能问题的建模与求解能力,奠定从事人工智能研究与应用的数学基础。课程的主要内容:线性规划基础、整数规划、非线性规划、图论与网络分析等。教学目标:通过本课程的学习,学生能够掌握最优化方法的基本概念和基本理论,初步具备分析生产生活中实际问题并通过建模构造出特定数学优化问题的能力,能够娴熟运用数学理论工具求解各类优化问题并设计相应算法,并理解不同优化算法的优缺点以及适用场景,最终达到能够将优化理论运用于数据挖掘,机器学习、人工智能等热点问题的能力。
教师团队

王财勇

职称:副教授

单位:北京建筑大学

部门:智能科学与技术学院人工智能系

职位:专任教师

教学目标与要求

1)课程目标1:使学生具备分析生产生活中实际问题并通过建模构造出特定数学优化问题的能力。(对应毕业要求:2.1 能够应用高等数学、物理学的基本概念、原理和人工智能技术的专业知识对复杂工程问题进行识别和有效分解。)

2)课程目标2:让学生娴熟运用数学理论工具求解各类优化问题并设计相应算法。(对应毕业要求:3.1 能够掌握本专业涉及的工程设计概念、原则和方法,能够针对复杂工程问题提出合理的解决方案。)

3)课程目标3:培养学生勤于思考、敢于创新的科学精神以及通过介绍我国科学家在最优化方法上的贡献培养学生的爱国主义情怀。(对应毕业要求:8.1 具有人文及社会科学素养,了解国情,理解社会主义核心价值观,树立正确的政治立场、世界观、人生观和价值观。)


  

内容与要求

课程目标

第一章

内容:最优化方法导论

要求:了解最优化方法的来源、发展历史、研究现状以及发展过程中的几个研究途径;掌握最优化方法的基本概念

支撑课程目标13

第二章

内容:线性规划理论

要求:掌握线性规划数学模型的基本特征和标准形式,以及线性规划问题数学模型的建立方法

支撑课程目标123

第三章

内容:整数规划

要求:了解求解整数规划的困难性学会使用0-1变量灵活地建模实际问题;掌握割平面法的原理和计算步骤掌握分枝定界法的原理计算步骤

支撑课程目标123

 

内容:非线性规划

要求:掌握非线性规划的基本形式和求解模式;掌握凸函数和凸规划的概念及性质 

支撑课程目标123

内容:图与网络分析

要求:掌握图论与网络分析基本概念与典型算法。

支撑课程目标123


教学方法

采用线上线下混合教学方式。

线上:超星学习通

线上学习活动包含:签到、课堂互动、随堂练习、问卷调查、作业、分组PBL等。

线下上课地点:学院楼D座(电信楼)-416教室  星期一 3-4节 [9-16]周; 星期四 3-4节 [9-16]周

线下教学方法及学习活动包含:讲授、分组报告、答疑、反馈等,教学过程中将体现课程思政的基本思想。

总体来说,本课程的学习活动包括三部分:传统授课部分、线上自主学习部分和课外竞赛类学习部分,其中,前两部分内容属于常规课内学习,第三部分内容属于拔尖学生课外拓展学习。传统授课部分包括了课程中的线下课前预习、课堂教学、课后作业、辅导答疑和期中期末考试等,线上自主学习部分包括基于互联网等线上教学活动,比如课后线上复习所学内容、课程线上回答问题等,课外竞赛类学习部分则鼓励学生参加大学生数学建模竞赛等作为主要学习内容,鼓励部分优秀学生自主学习其中内容,教师给予辅导,通过参加比赛来培养学生的应用能力。

★★★★ 线上与线下教学目的及二者关系

混合式教学的独特优点在于不仅在线下进行传统教学,而且在线上构建教学环境,提供个性化教学需求。如果学生在课堂上没有完全掌握所学内容,可利用超星学习通复习、巩固课堂内容,学生可根据自身情况调整学习方法,因材施教,是一种典型的个性化教学方法。

教学评价

学习效果评价:平时成绩50%+期末成绩50%

q平时成绩:50%

签到:5%(学习通)

作业:60%(按课次发布,按章节提交)

期中测试:20% 

线上资源学习:10%

课堂互动:5%

q期末成绩:50%

期末考试为闭卷考试,非集中考试。

学习反馈:

q平时答疑:通过电话、学习通、邮件、微信随时发起,48h之内答复

q随堂练习:答题结束后随堂解答

q作业:提交结束后1周内线上批阅,习题课上汇总答疑

qPBL讨论:组内评价、组间评价、教师评价

q考前答疑:考前一周单独借教室进行答疑

Ø教师联系方式:wangcaiyong@bucea.edu.cn

参考教材

主讲教材

  1.  刁在筠、刘桂真、戎晓霞、王光辉  运筹学(第4版) 北京:高等教育出版社,2016年

辅助教材:

  1.  戎晓霞、宿洁、刘桂真  运筹学(第四版)学习辅导与习题解析 北京:高等教育出版社,2020年

  2.  胡运权主编,运筹学基础及应用(第6版),北京:高等教育出版社,2014年

  3.  陈宝林主编,最优化理论与算法(第2版),北京:清华大学出版社,2005年

  4. 厦门大学《数学建模》慕课:https://www.icourse163.org/course/XMU-1001556009

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 课前准备
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1.2 运筹学概况
文档
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2025-05-30 484.91KB
1.3 最优化模型
文档
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2025-05-30 173.00KB
1.5 课外阅读-中国的运筹学发展现状
文档
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2025-05-30 1.10MB
1.6 课外阅读-中国的运筹学研究名人采访
视频
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2025-05-30 160.92MB
 
视频
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视频
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2025-06-05 122.49MB
2.2 模型与基本定理
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2.3 单纯形法
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2.4 两阶段单纯形算法
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2.6 对偶理论
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2.7 灵敏度分析
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2.8 章节测验
作业
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2.9 对偶问题的经济解释——影子价格
文档
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2025-02-20 1.71MB
3.2 整数规划问题及其特点
文档
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2025-02-20 326.93KB
3.3 割平面法
文档
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3.4 分枝定界法
文档
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3.5 章节测验
作业
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3.6 课外阅读-指派问题
文档
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2025-02-20 861.46KB
4.2 基本概念
文档
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4.3 一维搜索方法
文档
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4.4 无约束最优化方法
文档
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4.5 约束最优化方法
文档
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4.6 章节测验
作业
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5.2 图与网络的基本知识
视频
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5.3 最小树问题
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5.4 最短路径问题
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2025-02-20 1.28MB
 
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5.5 最大流问题
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2025-06-05 593.00KB
 
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5.6 章节测验
作业
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6.1 第一次习题讲解
视频
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2025-02-20 161.79MB
6.2 第二次习题讲解
视频
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2025-02-20 157.19MB
6.3 第三次习题讲解
视频
.mp4
2025-02-20 304.91MB
6.4 第四次习题讲解
视频
.mp4
2025-02-20 170.26MB
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