Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Σχετικά έγγραφα
Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Μικροβιολογία & Υγιεινή Τροφίμων

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Τίτλος Μαθήματος: Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IΙΙ. Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αθανάσιος Σταυρακούδης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συνδυαστική Ανάλυση Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Ιστορία της μετάφρασης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 14: Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες, Ολοκλήρωση Ρητών Συναρτήσεων Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εφαρμοσμένη Στατιστική

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Ιστορία της μετάφρασης

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Διπλωματική Ιστορία Ενότητα 2η:

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Τύποι δεδομένων. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Βασικοί άξονες Μαθηματικά στην εκπαίδευση:

Βασικές Αρχές Φαρμακοκινητικής

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 16: Ολοκλήρωση Τριγωνομετρικών Συναρτήσεων, Γενικευμένα Ολοκληρώματα Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εφαρμοσμένη Στατιστική

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Δομή του προγράμματος. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 13: Ακτίνα Σύγκλισης, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Αξιολόγηση μεταφράσεων ιταλικής ελληνικής γλώσσας

Παράκτια Τεχνικά Έργα

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Οικονομετρία. Εξειδίκευση του υποδείγματος. Μορφή της συνάρτησης: Πολυωνυμική, αντίστροφη και αλληλεπίδραση μεταβλητών

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 7: Μορφές αγοράς και συγκέντρωση των ΜΜΕ

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Διαφήμιση και Δημόσιες Σχέσεις Ενότητα 9: Σχέσεις διαφημιστή-διαφημιζόμενου

Οδοποιία IΙ. Ενότητα 14: Υπόδειγμα σύνταξης τευχών θέματος Οδοποιίας. Γεώργιος Μίντσης ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Πρόσθεση Στροφορμών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Εισαγωγή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές II

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Λογιστική Κόστους Ενότητα 10: Ασκήσεις Προτύπου Κόστους Αποκλίσεων.

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Οικονομετρία. Πολλαπλή Παλινδρόμηση. Στατιστικός έλεγχος γραμμικού συνδυασμού συντελεστών. Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Φ 619 Προβλήματα Βιοηθικής

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV Εισαγωγή στη βελτιστοποίηση Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αθανάσιος Σταυρακούδης

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Function Optimization Using Computational Approaches The very basics Athanassios Stavrakoudis http://stavrakoudis.econ.uoi.gr

y Example function for grid search y = 1 2 x cos(x 2 ) 1.5 1 0.5 0-0.5-1 -1.5-2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 x 2 / 16

Octave/Matlab grid search code example 1 % s e t the space 2 x = l i n s p a c e ( 0, pi, 1 0 1 ) ; 3 y = 0. 5 x. cos ( x. ˆ 2 ) ; 4 5 % f i n d the maximum 6 [ v i ] = max ( y ) ; 7 8 % p r i n t the r e s u l t 9 [ x ( i ) y ( i ) ] 10 11 % p l o t 12 p l o t ( x, y, LineWidth, 8 ) ; 13 g r i d on ; box o f f ; 14 a x i s ( [ 0 p i ] ) ; 15 x l a b e l ( x ) ; y l a b e l ( y ) ; 16 hold on ; 17 p l o t ( x ( i ), y ( i ), s r, MarkerSize, 8 ) ; 18 hold o f f ; 3 / 16

The Rosenbrock function f (x, y) = (1 x) 2 + 100(y x 2 ) 2 2500 2000 1500 1000 500 3.0 2.5 2.0 1.5 y 1.0 0.5 0.0 0.5 1.5 0.0 0.5 1.0 0.5 x 1.0 1.5 2.0 4 / 16

Rosenbrock function Grid search 1 % d e f i n e r a n g e s ; 2 x1 = 10; x2 = 1 0 ; y1 = 10; y2 = 1 0 ; 3 s t e p = 0. 2 ; 4 5 % i n i t i a l i z e 6 x = x1 ; y = y1 ; xmin = x ; ymin = y ; 7 fmin = (1 x )ˆ2 + 100 ( y x ˆ2) ˆ2; 8 9 % l o o p 10 while ( x < x2 ) 11 y = y1 ; 12 while ( y < y2 ) 13 f = (1 x )ˆ2 + 100 ( y x ˆ2) ˆ2; 14 i f ( f < fmin ) 15 fmin = f ; xmin = x ; ymin = y ; 16 end 17 y += step ; 18 end 19 x += step ; 20 end 21 22 % p r i n t the r e s u l t s 23 [ fmin xmin ymin ] 5 / 16

Constraint grid search x = good A quantity of spaghetti seafood y = good B Tomato and Mozzarella Salad U(x, y) = x 4/5 y 1/5 (Utility) P x = 8 (Price of x) P y = 5 (Price of y) 100 xp x + yp y (Income constraint) 6 / 16

Napoli grid search 1 Um = 0 ; % I n i t i a l i z e 2 3 f o r x = 0 : 1 : 1 2 % v a l u e s o f x 4 f o r y = 0 : 1 : 2 0 % v a l u e s o f y 5 C = 8 x + 5 y ; % Comsumption 6 i f (C <= 100) % C < I 7 U = x ˆ 0.8 y ˆ 0. 2 ; % U t i l i t y 8 i f (U > Um) % comparison 9 Um = U; % s e t max v a l u e s 10 xm = x ; 11 ym = y ; 12 Cm = C ; 13 end 14 end 15 end 16 end 17 18 [Um xm ym Cm] % r e s u l t s 7 / 16

Random search one variable y = 1 2 x cos(x 2 ) 1 % random numbers o f x and y 2 x = u n i f r n d ( 0, pi, 1000, 1 ) ; 3 %x = l i n s p a c e ( 0, pi, 1 0 1 ) ; 4 y = 0. 5 x. cos ( x. ˆ 2 ) ; 5 6 % f i n d the maximum 7 [ v i ] = max ( y ) ; 8 9 % p r i n t the r e s u l t 10 [ x ( i ) y ( i ) ] 8 / 16

Rosenbrock function random search f (x, y) = (1 x) 2 + 100(y x 2 ) 2 1 % random numbers o f x and y 2 N = 1 e +3; 3 x = u n i f r n d ( 10, 10, N, 1 ) ; 4 y = u n i f r n d ( 10, 10, N, 1 ) ; 5 6 % compute f 7 f = (1 x ). ˆ 2 + 100 ( y x. ˆ 2 ). ˆ 2 ; 8 9 % f i n d the minimum 10 [ v i ] = min ( f ) ; 11 12 % p r i n t the r e s u l t s 13 [ f ( i ) x ( i ) y ( i ) ] 9 / 16

Example function f (x) = x 2 + sin(x) 10 8 6 4 2 0-2 -4-3 -2-1 0 1 2 3 4 10 / 16

Newton s method x n+1 = x n f (x n ) f (x n ) f (x) = x 2 + sin x f (x) = 2x + cos x f (x) = 2 cos x 2x + cos x x n+1 = x n 2 cos x 11 / 16

Newton code part 1 1 % d e f i n e f u n c t i o n and d e r e v a t i v e s 2 f = @( x ) x. ˆ 2 + s i n ( x ) ; 3 f 1 = @( x ) 2 x + cos ( x ) ; 4 f 2 = @( x ) 2 s i n ( x ) ; 5 6 % p a r a m e t e r s 7 Tol = 1e 4; % t o l e r a n c e 8 Imax = 100; % maximum i t e r a t i o n s 9 c o n v e r = 0 ; % c o n v e r g e n c e 10 11 % I n i t i a l i z e 12 i = 1 ; 13 x = zeros ( Imax, 1 ) ; 14 y = zeros ( Imax, 1 ) ; 15 16 % f i r s t p o i n t 17 x ( i ) = input ( Give the s t a r t i n g v a l u e : ) ; 18 y ( i ) = f ( x ( i ) ) ; 12 / 16

Newton code part 2 1 % l o o p i t e r a t i o n 2 while ( i < Imax ) 3 x ( i +1) = x ( i ) f 1 ( x ( i ) ) / f 2 ( x ( i ) ) ; 4 y ( i +1) = f ( x ( i +1)); 5 i f ( abs ( y ( i +1) y ( i ) ) < Tol ) 6 c o n v e r = 1 ; 7 xmin = x ( i +1); 8 ymin = y ( i +1); 9 break ; 10 end 11 ++i ; 12 end 13 14 % r e s u l t s 15 [ i xmin ymin c o n v e r ] 16 [ x ( 1 : i ) y ( 1 : i ) ] 13 / 16

Quasi Newton f (x n+1 ) f (x n ) f (x n ) x n+1 x n 14 / 16

Broyden Fletcher Goldfarb Shanno (BFGS) method f (x) = x 2 + sin x 1 % d e f i n e the f u n c t i o n 2 function y = f ( x ) 3 y = x ˆ2 + s i n ( x ) ; 4 end 5 6 % p a r a m e t e r s 7 x0 = 1 ; 8 9 % c a l l the m i n i m i z e r 10 [ x y c ] = bfgsmin ( f, { x0 }) 15 / 16

Σχόλια και ερωτήσεις Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας. Είμαι στη διάθεσή σας για σχόλια, απορίες και ερωτήσεις. 16 / 16

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ. http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1155.

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αθανάσιος Σταυρακούδης. «Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IV. Εισαγωγή στη βελτιστοποίηση». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1155.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1] https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/.