Курс лекций «Эффективные алгоритмы» — различия между версиями
StasFomin (обсуждение | вклад) |
StasFomin (обсуждение | вклад) |
||
(не показана 151 промежуточная версия 10 участников) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
+ | __FORCETOC__ | ||
+ | <!-- | ||
+ | * [[Special:MediawikiQuizzer/GRE-CS-v01|Еженедельная проверка — сегодня экспериментальная]] | ||
+ | --> | ||
+ | <!-- | ||
+ | * [[Special:MediawikiQuizzer/Python|Приветственная созвонная проверка]] | ||
+ | --> | ||
{{SideBar| | {{SideBar| | ||
− | {{Special:Wikilog/Blog:Advanced Algorithms/Template:BlogInformerLine/ | + | {{Special:Wikilog/Blog:Advanced Algorithms/Template:BlogInformerLine/12/sort=wlp_talk_updated}} |
|style=max-width:35% | |style=max-width:35% | ||
}} | }} | ||
− | * [[Special:MediawikiQuizzer/Эффективные алгоритмы-Экзамен|Тест для экзамена]] | + | <!-- |
− | + | * [[Special:MediawikiQuizzer/Эффективные алгоритмы-Экзамен|Тест для экзамена]] | |
− | + | --> | |
+ | * [[Special:MediawikiQuizzer/Algs-6-course-ispras-weekly|Созвонный тест по теортемам]] | ||
Курс лекций «Эффективные алгоритмы» для 6 курса МФТИ. | Курс лекций «Эффективные алгоритмы» для 6 курса МФТИ. | ||
+ | |||
+ | ---- | ||
+ | <!-- {{:Blog:Advanced Algorithms/2021-09-03 Анонс «Эффективных алгоритмов-2021»}} --> | ||
+ | ---- | ||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | В целом голосование за время созвона прошло, результаты на странице [[Голосование за выбор времени созвона]], | ||
+ | но если сильно изменится ситуация — заходите и переголосуйте там. | ||
+ | --> | ||
<!-- | <!-- | ||
Строка 15: | Строка 32: | ||
--> | --> | ||
− | ; | + | ;Преподаватель: [mailto:stas-fomin@yandex.ru С.А. Фомин] |
+ | |||
+ | <!-- Запись на курс 2021 года завершена, всем спасибо, исключений нет. --> | ||
Для ФУПМов 6 курса, желающих записаться на курс по выбору «Эффективные алгоритмы», нужно: | Для ФУПМов 6 курса, желающих записаться на курс по выбору «Эффективные алгоритмы», нужно: | ||
{{:Как зарегистрироваться на курс}} | {{:Как зарегистрироваться на курс}} | ||
+ | |||
+ | + | ||
+ | Зарегистрируйтесь на «лабе» | ||
+ | * [[Lab17]] | ||
<poll> | <poll> | ||
− | UNSAFE_ID=aa- | + | UNSAFE_ID=aa-20230901 |
ALTERNATIVE | ALTERNATIVE | ||
OPEN_RESULTS | OPEN_RESULTS | ||
Строка 27: | Строка 50: | ||
AUTHORIZED | AUTHORIZED | ||
ALLOW_REVOTE | ALLOW_REVOTE | ||
− | END_POLL | + | END_POLL 2023-11-27 |
− | Записываемся на курс «Advanced Algorithms- | + | Записываемся на курс «Advanced Algorithms-2023»? |
Да | Да | ||
Нет | Нет | ||
</poll> | </poll> | ||
+ | * Первое установочное занятие будет 8 сентября, в 18-30 в 903 КПМ | ||
+ | <!-- Установочный созвон будет наверно 9 сентября, раньше обычно бессмысленно. --> | ||
<!-- | <!-- | ||
Строка 56: | Строка 81: | ||
--> | --> | ||
+ | <!-- | ||
Вводное занятие проведено — всем изучать материалы на | Вводное занятие проведено — всем изучать материалы на | ||
[[Курс лекций «Эффективные алгоритмы»]] — книгу, видео и все-такое. | [[Курс лекций «Эффективные алгоритмы»]] — книгу, видео и все-такое. | ||
− | + | Готовим темы из раздела [[#Фокус]] | |
+ | {{!|Встречаемся в 903 КПМ, 4 октября, 18:30}} | ||
+ | --> | ||
Формат flipped classroom — т.е. по существующим материалам не будем повторять лекции, встречаться будем только для семинаров, и активной работы (решение задач, разбор сложных моментов, что-нибудь интересное придумаю) по заранее изученным материалам. | Формат flipped classroom — т.е. по существующим материалам не будем повторять лекции, встречаться будем только для семинаров, и активной работы (решение задач, разбор сложных моментов, что-нибудь интересное придумаю) по заранее изученным материалам. | ||
+ | |||
<!-- Возможно, если будут новые темы, будут удаленные лекции (которых попробуем и также записать и зафиксировать). --> | <!-- Возможно, если будут новые темы, будут удаленные лекции (которых попробуем и также записать и зафиксировать). --> | ||
− | + | Вопросы пишите на [mailto:stas-fomin@yandex.ru почту], или задавайте в [{{active-telegram-group-link}} группе]. | |
− | + | ||
− | Вопросы пишите на [mailto:stas-fomin@yandex.ru почту], или задавайте в [ | + | |
<!-- | <!-- | ||
{{!|Важное:}} Деканат внезапно захотел список студентов <s>прямо сейчас</s> уже вчера. Так что просьба, определится быстрее и записаться как указано выше на курс ASAP. | {{!|Важное:}} Деканат внезапно захотел список студентов <s>прямо сейчас</s> уже вчера. Так что просьба, определится быстрее и записаться как указано выше на курс ASAP. | ||
--> | --> | ||
− | |||
− | |||
---- | ---- | ||
− | |||
− | |||
+ | * Проблемы → [mailto:stas-fomin@yandex.ru Стасу Фомину] | ||
− | + | <html><center> | |
− | --> | + | </p><div class="sites-embed-align-left-wrapping-off"><div class="sites-embed-border-on sites-embed sites-embed-full-width" style="width: 100%;"><h4 class="sites-embed-title">Успеваемость зарегистрированных студентов</h4><div class="sites-embed-object-title" style="display: none;">Эффективные алгоритмы(студенты).2007</div><div class="sites-embed-content sites-embed-type-spreadsheet"><iframe src="https://docs.google.com/spreadsheet/pub?key=0Ao6tsK_6FZElcGVLNjEtY3lfOHhkdkRQWTI1aUktUUE&single=true&gid=9&output=html" id="1695919049" frameborder="0" height="500" width="100%"></iframe></div></div> |
+ | </div> | ||
+ | </center></html> | ||
+ | В списке вы можете видеть разные цифры, отражающие вашу активность по темам курса. | ||
+ | В конце — некоторые суммарные метрики, рассчитанные по волшебным формулам. | ||
− | + | Если вы в зеленой группе — вы кандидат на «отлично автоматом». | |
− | + | <!-- | |
− | + | «Отличники-автоматом» будут выбраны с помощью жадного алгоритма, и вероятностого округления, с использованием настоящих случайных чисел с http://random.org | |
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
--> | --> | ||
+ | == Блок 1 — Алгоритмическая практика == | ||
+ | {{:Практикуемся В Алгоритмах}} | ||
+ | == Блок 2 — «Бизнес-моделирование» == | ||
+ | Моделирование труднорешаемых задач и решение из промышленными солверами. | ||
+ | {{:Моделирование бизнес-задач}} | ||
+ | == Блок 3 — Моделирование труднорешаемых задач == | ||
+ | {{:Моделирование труднорешаемых задач}} | ||
− | + | == Блок 4 — Теоретический == | |
+ | Необязательно (если вы набрали нужные баллы другими блоками), но может быть полезно, у кого аллергия к коду, Pyomo, а хочется что-то читать и решать, как в старые добрые времена. | ||
+ | Тут буду упражнения, и простые темы, по которым будут тесты. | ||
− | + | === ТеорУпражнения === | |
− | + | Осенью 2023 достаточно 4 задач из двух тем. | |
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | {{:Решаем теоретические упражнения}} | |
− | + | ||
− | |||
− | + | <!-- | |
+ | == Блок 3 == | ||
+ | Выберем несколько тем и теоретических задач. | ||
− | + | Те, кто по результатам предущих блоков вышел на «хор», смогут улучшить оценку (но не затягивайте, держите в курсе, если это делаете). | |
− | + | ---- | |
− | + | {{:НаучныйПоиск}} | |
− | + | --> | |
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
+ | <!-- | ||
+ | == Блок 1 == | ||
+ | {{vimeoembed|324745701|800|450}} | ||
− | + | Простые классические алгоритмы. Динамическое программирование. | |
+ | Навыки мемоизации, работы с структурами данных. | ||
− | |||
− | === | + | === Теория === |
* [[Несложно о сложности. Примеры алгоритмов]] | * [[Несложно о сложности. Примеры алгоритмов]] | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
* [[Жадный алгоритм в задачах о покрытии]] | * [[Жадный алгоритм в задачах о покрытии]] | ||
* [[Жадный алгоритм покрытия для почти всех исходных данных]] | * [[Жадный алгоритм покрытия для почти всех исходных данных]] | ||
Строка 139: | Строка 165: | ||
* [[Динамическое программирование для задачи о рюкзаке]] | * [[Динамическое программирование для задачи о рюкзаке]] | ||
* [[Полностью полиномиальная аппроксимационная схема (FPTAS) для задачи о рюкзаке]] | * [[Полностью полиномиальная аппроксимационная схема (FPTAS) для задачи о рюкзаке]] | ||
+ | * [[Вероятностная проверка тождеств]] | ||
+ | |||
* [[Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи упаковки]] | * [[Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи упаковки]] | ||
* [[Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи о рюкзаке]] | * [[Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи о рюкзаке]] | ||
* [[Полиномиальный в среднем алгоритм для SAT]] | * [[Полиномиальный в среднем алгоритм для SAT]] | ||
− | + | ||
* [[Вероятностный подсчет числа выполняемых наборов для ДНФ]] | * [[Вероятностный подсчет числа выполняемых наборов для ДНФ]] | ||
* [[MAX-SAT: вероятностное округление]] | * [[MAX-SAT: вероятностное округление]] | ||
* [[MAX-CUT: вероятностное округление]] | * [[MAX-CUT: вероятностное округление]] | ||
+ | |||
* [[MAX-SAT: дерандомизация]] | * [[MAX-SAT: дерандомизация]] | ||
* [[Приближенный алгоритм для метрической задачи коммивояжера]] | * [[Приближенный алгоритм для метрической задачи коммивояжера]] | ||
+ | --> | ||
+ | <!-- | ||
+ | <!-- | ||
+ | == Блок 2 == | ||
+ | ;Квест «4 задачи»: До 3 декабря | ||
+ | * [[Blog:Advanced_Algorithms/2021-10-15_Practical_Block]] | ||
+ | * Прохождение квеста гарантирует «уд» | ||
+ | * Непрохождение → «неуд» | ||
+ | ;Квест «2 задачи из Spojcoding/Codechefing» | ||
+ | * До 15 декабря. | ||
+ | * Прохождение квеста гарантирует «хор» (7) | ||
+ | * Повторим условия: | ||
+ | ** Не Leetcoding | ||
+ | ** Только Python | ||
+ | ** Да, должна проходить TL | ||
− | + | ;Квест «4 задачи из Spojcoding/Codechefing» | |
− | + | * До 15 декабря. | |
+ | * Прохождение квеста гарантирует «отл» (8) | ||
+ | * Повторим условия: | ||
+ | ** Не Leetcoding | ||
+ | ** Только Python | ||
+ | ** Да, должна проходить TL | ||
+ | --> | ||
− | |||
+ | <!-- | ||
+ | == Блок 3 == | ||
+ | Выберем несколько тем и теоретических задач. | ||
− | + | Те, кто по результатам предущих блоков вышел на «хор» до 12 декабря, смогут улучшить оценку | |
+ | * [[Blog:Advanced_Algorithms/2021-11-15_Research_Block]] | ||
+ | --> | ||
− | + | === ТеорТемы === | |
+ | Тут отобраны только детские темы про алгоритмы, никакой сложности, будем проверять, то что вы их читали тестами на созвонах — и так, можно будет набрать «переключающий балл» (отберем персентилями по сумме всех результатов). Плюс можно еще балл за задачи, ну или как-то вместе может они наберут балл, или как-то учтется в 10-бальной оценке. | ||
+ | {{SideBar40|Замечания по каждой презентации можно (и нужно) писать на вкладку «Обсуждение», для соответствующего PDF-файла.}} | ||
+ | |||
+ | * [[Несложно о сложности. Примеры алгоритмов]] | ||
+ | |||
+ | * [[Жадный алгоритм в задачах о покрытии]] | ||
+ | * [[Жадный алгоритм покрытия для почти всех исходных данных]] | ||
+ | * [[Жадный алгоритм в задаче о рюкзаке]] | ||
+ | |||
+ | * [[Динамическое программирование для задачи о рюкзаке]] | ||
+ | * [[Полностью полиномиальная аппроксимационная схема (FPTAS) для задачи о рюкзаке]] | ||
+ | |||
+ | * [[Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи упаковки]] | ||
+ | * [[Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи о рюкзаке]] | ||
+ | * [[Полиномиальный в среднем алгоритм для SAT]] | ||
+ | * [[Вероятностный подсчет числа выполняемых наборов для ДНФ]] | ||
+ | * [[MAX-SAT: вероятностное округление]] | ||
+ | * [[MAX-CUT: вероятностное округление]] | ||
+ | * [[MAX-SAT: дерандомизация]] | ||
+ | * [[Приближенный алгоритм для метрической задачи коммивояжера]] | ||
+ | |||
+ | * [[Формально об алгоритмах. Вычислительные модели]] | ||
+ | * [[Временная и пространственная сложность алгоритмов]] | ||
+ | * [[Полиномиальные сводимости и NP-полные задачи. Классы NP, coNP, NPC]] | ||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | === Не будет на курсе в этом году === | ||
+ | |||
+ | * [[Вероятностно проверяемые доказательства. PCP-системы. PCP-теорема]] | ||
+ | * [[Вероятностные вычисления. Классы RP, coRP, ZPP, BPP]] | ||
* [[PCP и аппроксимируемость]] | * [[PCP и аппроксимируемость]] | ||
− | |||
* [[Параллельный алгоритм Люби для максимального по включению независимого множества]] | * [[Параллельный алгоритм Люби для максимального по включению независимого множества]] | ||
+ | --> | ||
+ | <!-- | ||
= Тренировка = | = Тренировка = | ||
[[Special:MediawikiQuizzer/Эффективные алгоритмы|Проверь себя]], помнишь ли элементарные понятия и факты из курса. | [[Special:MediawikiQuizzer/Эффективные алгоритмы|Проверь себя]], помнишь ли элементарные понятия и факты из курса. | ||
Строка 170: | Строка 255: | ||
== Задачи == | == Задачи == | ||
+ | * [[LeetCoding]] | ||
+ | --> | ||
+ | <!-- | ||
Все статьи в этой категории — задачи, которые можно пытаться решать. | Все статьи в этой категории — задачи, которые можно пытаться решать. | ||
* [[:Category:Нерешенные задачи]]. Осталось {{!|{{PAGESINCATEGORY: Нерешенные задачи}}}} нерешенных задач. | * [[:Category:Нерешенные задачи]]. Осталось {{!|{{PAGESINCATEGORY: Нерешенные задачи}}}} нерешенных задач. | ||
Строка 195: | Строка 283: | ||
Эти задачи заводим в | Эти задачи заводим в | ||
[[:Category:Предложенные студентами задачи]] | [[:Category:Предложенные студентами задачи]] | ||
− | |||
− | |||
− | |||
Все статьи в этой категории — задачи, которые можно пытаться решать. | Все статьи в этой категории — задачи, которые можно пытаться решать. | ||
Строка 212: | Строка 297: | ||
Проверенное решение перейдет в [[:Category:Решения]] или, | Проверенное решение перейдет в [[:Category:Решения]] или, | ||
если возникнут вопросы-возражения в [[:Category:Проблемы в решении]]. | если возникнут вопросы-возражения в [[:Category:Проблемы в решении]]. | ||
+ | --> | ||
− | = Видеолекции = | + | = Материалы = |
+ | Наверно не пригодятся для курса 2022 года. | ||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | == Видеолекции == | ||
* [[/Лекции осеннего семестра 2011]] | * [[/Лекции осеннего семестра 2011]] | ||
** [http://narod.ru/disk/63720373001.d936acd53e1a20473d5073cbd232bc49/discopal.torrent.html торрент] с прошлогодними видео. | ** [http://narod.ru/disk/63720373001.d936acd53e1a20473d5073cbd232bc49/discopal.torrent.html торрент] с прошлогодними видео. | ||
* [[/Лекции осеннего семестра 2012]] | * [[/Лекции осеннего семестра 2012]] | ||
* [[Курс_лекций_«Сложность_алгоритмов»_(ИСПРАН,_3_курс_МФТИ)/Лекции_весеннего_семестра_2013]] | * [[Курс_лекций_«Сложность_алгоритмов»_(ИСПРАН,_3_курс_МФТИ)/Лекции_весеннего_семестра_2013]] | ||
− | + | --> | |
== Книга == | == Книга == | ||
Строка 232: | Строка 322: | ||
[[File:book-advanced-algorithms.pdf|512px]] | [[File:book-advanced-algorithms.pdf|512px]] | ||
+ | |||
+ | Смешное — [https://vk.com/im?sel=1712504&w=wall-54530371_213451%2F1a6855f382934ad3ee реакция «обычных программистов»] | ||
+ | |||
== Примечания и ссылки == | == Примечания и ссылки == | ||
Строка 242: | Строка 335: | ||
* Еще один классический [http://www.cs.yale.edu/HTML/YALE/CS/HyPlans/lovasz/complex.ps курс лекций по теории сложности от László Lovász.] | * Еще один классический [http://www.cs.yale.edu/HTML/YALE/CS/HyPlans/lovasz/complex.ps курс лекций по теории сложности от László Lovász.] | ||
* ''А. Китаев, А. Шень, М. Вялый'', [http://discopal.ispras.ru/img_auth.php/9/96/Qbook_.pdf Классические и квантовые вычисления] — замечательная книга. Содержит отличное введение в теорию сложности. | * ''А. Китаев, А. Шень, М. Вялый'', [http://discopal.ispras.ru/img_auth.php/9/96/Qbook_.pdf Классические и квантовые вычисления] — замечательная книга. Содержит отличное введение в теорию сложности. | ||
+ | * ''С. Дасгупта, Х. Пападимитриу, У. Вазирани'', Алгоритмы [http://www.math.nsc.ru/LBRT/k5/OR-MMF/dasgupta_2014.pdf] | ||
− | |||
− | |||
---- | ---- | ||
{{:Библиотека}} | {{:Библиотека}} |
Текущая версия на 05:44, 3 февраля 2024
- 2024-05-02: Не портите страницы задач, оформляйте правильно ← Advanced Algorithms
- 2024-04-18: Обзор квестов курса ← Advanced Algorithms
- 2024-03-28: Эксперимент — улучшаем старые решения ← Advanced Algorithms
- 2024-03-28: Python-решения — давайте потренируемся их сделать питонистей ← Advanced Algorithms
- 2024-02-26: Feedback ← Advanced Algorithms
- 2024-02-14: Регистрируемся, начинаем работать, выбираем удобное время созвонов ← Advanced Algorithms
- 2023-12-28: Разбор задачи «Независимое множество ребер» ← Advanced Algorithms
- 2023-12-22: Разбор задачи «Управление загрязняющими продуктами» ← Advanced Algorithms
- 2023-12-17: Разбор задачи «Управление Дисциплинами» ← Advanced Algorithms
- 2023-11-29: Разбор задачи «Домостроительство» ← Advanced Algorithms
- 2023-11-28: Разбор задачи «Размещение административных учреждений» ← Advanced Algorithms
- 2023-11-24: Что делать, если солвер непонятно ругается ← Advanced Algorithms
Курс лекций «Эффективные алгоритмы» для 6 курса МФТИ.
- Преподаватель
- С.А. Фомин
Для ФУПМов 6 курса, желающих записаться на курс по выбору «Эффективные алгоритмы», нужно:
- Зарегистрироваться здесь. Залогинится.
- Зайти на страницу настроек, указать свой email и подтвердить его.
- На своей личной странице (это не страница настроек, это то, что сверху слева, с иконкой человечка), написать хотя бы ФИО и группу.
- Боже, как много народу с рассеянным вниманием уже до сюда не дочитывает.
- Присоединится к телеграмм-группе.
- Отметится в этом голосовании:
+ Зарегистрируйтесь на «лабе»
Записываемся на курс «Advanced Algorithms-2023»?
|
Вы должны войти в систему, чтобы участвовать в этом голосовании.
- Первое установочное занятие будет 8 сентября, в 18-30 в 903 КПМ
Формат flipped classroom — т.е. по существующим материалам не будем повторять лекции, встречаться будем только для семинаров, и активной работы (решение задач, разбор сложных моментов, что-нибудь интересное придумаю) по заранее изученным материалам.
Вопросы пишите на почту, или задавайте в группе.
- Проблемы → Стасу Фомину
В списке вы можете видеть разные цифры, отражающие вашу активность по темам курса. В конце — некоторые суммарные метрики, рассчитанные по волшебным формулам.
Если вы в зеленой группе — вы кандидат на «отлично автоматом».
Содержание
- 1 Блок 1 — Алгоритмическая практика
- 2 Блок 2 — «Бизнес-моделирование»
- 3 Блок 3 — Моделирование труднорешаемых задач
- 4 Блок 4 — Теоретический
- 5 Материалы
Блок 1 — Алгоритмическая практика
Концептуально:
- Win-Win!
- Абсолютно практические задачи с собеседований.
- LeetCode
- CodeChef
- SpojCode
- Сотни решенных и нерешенных
- Условно поделены на «Dynamic Programming», «Greedy», «Random», «Sorting», «Numbers»
- Нужно быть залогиненным
- Скрыто из интернета
- Изучайте Решенные практические задачи (Их там 1077)
- Надо решить N задач из 4 разных разделов. На Python.
- 8 если до 2024-03-08
- 12 если до 2024-04-08
- 14 если до 2024-05-08
- За задачи из CodeChef и SpojCoding будут дополнительные бонусные очки (2 балла из настоящей 10 бальной оценки!), их решать сложнее, там не подсказывают тест вызвавший ошибку, там могут быть жесткие TL, надо больше стараться, и да, их надо решать именно на Python (любом, который есть на сервисе, хоть PyPy) оптимизировать вам могут помочь статьи:
- Бонусные задачи вполне решаются, если их не боятся → вот из последних решений → Участник:Mishaglik/Solutions/Spoj/FRQPRIME
- Выбирайте задачи из Открытые практические задачи, переходите к редактированию по «Беру…» →
- помечайте их как {{reserve-task|~~~~~}}
- Зарезервированные задачи убираются в Зарезервированные практические задачи
(Их там 66)
- Не нужно брать десятки задач на себя сразу, и освобождайте то, что не получается.
- Решенное
- Ну смотрите, как оформлено в прошлые годы
- Решение на подстранице вашей личной страницы
- Вики-ссылка на задачу
- Python-код в «<source lang="python"></source>»
- Метка «{{checkme}}», когда решите.
- Внизу вставка всего этого по клику →
- Они попадут в Категория:На проверку
(Их там 10)
- Как легче решать Python
- Загрузка данных
- Выбирайте более свежий CPython или PyPy.
Блок 2 — «Бизнес-моделирование»
Моделирование труднорешаемых задач и решение из промышленными солверами. Концептуально:
- Win-Win!
- Бизнес-аналитикам, алгоритмистам, прожект и продукт-менеджерам.
- Воркфлоу «взятия задачи» аналогичен блоку «Практикуемся_В_Алгоритмах»
- Только здесь, в вики, на «странице решения» обсуждаем постановку (если что-то непонятно), а решением будет юпитер-ноутбук в Lab17.
- Надо решить одну! задачу, но очень желательно сделать это красиво!
- Если все совсем шикарно — бонусные очки (если задача окажется сложной — тоже).
- Выбирайте задачи из Открытые бизнес-задачи, переходите к редактированию по «Беру…» →
- Зарезервированные задачи убираются в Зарезервированные практические задачи
- Идем на Lab17
- «adv2022-course-pyomo-business-optimization» — курсы.
- Если совсем новые в юпитер-ноутбуках — см. jupyter-intro
- Параллельно можно смотреть воркшоп по Pyomo
- Можно править, комментировать, но без вандализма, полезные улучшения (визуализации, исправления ошибок → бонус).
- Там будет видео в каждом питон-ноутбуке.
- Оформляем свои ноутбуки в папке «homeworks-2023», заведите там подпапку по вашему логину, желательно без пробелов.
- Учимся на готовых решениях коллег - Решенные бизнес задачи, ну и в папке «optprob»
Блок 3 — Моделирование труднорешаемых задач
- Обязательно посмотрите
Цели: для осеннего курса 2023, где собрались скорее заинтересованные практикой, чем сложностью задач, можно
- Сделать одну задачу целиком (визуализация, постановка в ЦЛП и сведение от 3SAT)
- Или пару задач «поверхностно» — постановка + визуализация (это легкая часть), без части про сведение от 3SAT и тестирования (это может быть очень головоломно).
- Можно сделать и больше, такой же блок, может заменить решение задачи из Моделирование бизнес-задач, если те почему-то не понравились.
- Может можно будет даже сделать и меньше, если будет сделано качественно (красивая визуализация, или сложная задача и т.п) — т.е. не надо гнать количество, лучше сделать хорошо и красиво.
- Разумеется, можно использовать все, что найдете в интернете (код, статьи, книги), или подскажут нейросети (но они обычно подсказывают неверно).
Проблема текущих подходов.
Проблема текущих подходов к преподаванию вычислительной сложности и труднорешаемых задач:
- «ненужная заумь для ботанов»
- «всякой фигни как матло у нас нет, у нас проектный подход»© (день открытых дверей МФТИ).
- множество книг, слайдов, видео и т.п. — но все как правило перепев «ГД», на досках или одноразовых веселых видео.
- но не «живые модели»!
Результат .
- Нет навыков проверяемых доказательств
- Не получаются навыки работы с труднорешаемыми задачами.
- Мучать «эвристики» и «нейросети» не приходя в сознание.
- «Какая у вас задача» — ну мы тут «GAN» сети пробовали, вот теперь трансформеры… — Задача то какая?
- Мучать «эвристики» и «нейросети» не приходя в сознание.
Что делать?.
- Научится формализованно формулировать
- ЦЛП
- 3SAT
- Использовать решатели
- ЦЛП (cbc, coin, SCIP, CPLEX, GUROBI, COPT, MIPT…)
- SAT (см. SAT-Races [1]).
Тогда можно .
- Часто решить задачу для реальных данных сходу
- Или покрутить постановку чтобы задача решалась (релаксация бизнес-ограничений).
- Начать тестировать
- Алгоритмы полиномиальные в среднем
- Приближенные алгоритмы с гарантией точности
- Вероятностные алгоритмы
- Эвристики
- Доказать труднорешаемость
- Конструктивное сведение кодом, тестирование
- Потом статья с объяснением.
Конструктивные алгоритмические доказательства .
Что вы получите .
- → Бизнес-аналитик-алгоритмист! (нарасхват!)
- → Курсовые-дипломы-статьи в JN
- В любой ситуации
С чем работаем .
- Настоящие классические задачи в одном месте (ГД+ВК+…)
- Open Classic Hard Problems
- Не пугайтесь, вам достаточно изучить одну задачу… но можно и все.
- Не «книга, толщиной защищающая от прочтения»
- Не пугайтесь, вам достаточно изучить одну задачу… но можно и все.
- Open Classic Hard Problems
- Там (см. беджики-ссылки)
- Постановки
- Наброски ноутбуков для всех задач в Lab17
- Частично готовая модель
- тестовые данные (генератор)
- визуализация
- сведение к ЦЛП через Pyomo
- сведение с 3SAT к задаче
- вероятностное тестирование
- видео с разьяснениями
Начать с простого .
- Hardprob/Maximum Set Packing
- Hardprob/Minimum Set Cover
- Hardprob/Maximum Cut
- Hardprob/Maximum Set Splitting
Ваш квест .
- Pyomo-сведение к ЦЛП →
— есть Pyomo-формулировка для ЦЛП.,
— есть тестовые данные и визуализация.
- 3SAT-сведение к задаче →
— есть сведение на Python NP-полной задачи к данной.
- Вероятностное тестирование →
Можно доработать — сделать Вероятностное тестирование NPC-сведения!
- Можно
- все для одной задачи,
- можно для разных (исправление ошибки или улучшение — ОК)
Желательно напрямую с 3SAT .
Без классического дерева сведения (но можно копировать функции сведения тех задач).
Как с этим работаем .
- Выбирайте задачи из Open Classic Hard Problems, переходите к редактированию по «Беру…» →
- Зарезервированные задачи просто помечаются в том же списке, для простоты.
- Если видите, что зарезервировано кем-то в прошлом году — можно снять чужое резервирование, и поставить свое.
- Воркфлоу «взятия задачи» аналогичен блоку «Практикуемся_В_Алгоритмах»
- Только здесь, в вики, на «странице решения» обсуждаем постановку (если что-то непонятно), а решением будет юпитер-ноутбук в «лаборатории»..
- Зарезервированные задачи просто помечаются в том же списке, для простоты.
- Текущая лаборатория
- Как поотлаживаться локально через VSCode — потом.
Еще раз обо всем этом на одном слайде .
Файл:Idea-hard-problems-course.svg
Блок 4 — Теоретический
Необязательно (если вы набрали нужные баллы другими блоками), но может быть полезно, у кого аллергия к коду, Pyomo, а хочется что-то читать и решать, как в старые добрые времена. Тут буду упражнения, и простые темы, по которым будут тесты.
ТеорУпражнения
Осенью 2023 достаточно 4 задач из двух тем.
- Нужно быть залогиненным
- Скрыто из интернета
- Надо решить N задач из M разных разделов.
- Либо одну бонусную задачу — считаем, что ее решение закрывает квест.
- Выбирайте задачи из Open Exercises, переходите к редактированию по «Беру…»
- помечайте их как {{reserve-task|~~~~~}}
- Решение на подстранице вашей личной страницы
- Вики-ссылка на задачу
- Решение — можно использовать текст, латех целиком внутри тега «latex», или просто вставки математики внутри тега «m»
- На худой конец — очень аккуратно оформить на листочке, сфотографировать, загрузить файлы (разберетесь).
- Метка «{{checkme}}», когда решите.
- Внизу вставка всего этого по клику →
- Они попадут в Категория:На проверку
- Все как обычно в наших квестах.
- Изучайте чужие решения
- Категория:Решенные задачи
- Смотрите «Ссылки сюда» → решения студентов.
ТеорТемы
Тут отобраны только детские темы про алгоритмы, никакой сложности, будем проверять, то что вы их читали тестами на созвонах — и так, можно будет набрать «переключающий балл» (отберем персентилями по сумме всех результатов). Плюс можно еще балл за задачи, ну или как-то вместе может они наберут балл, или как-то учтется в 10-бальной оценке.
Замечания по каждой презентации можно (и нужно) писать на вкладку «Обсуждение», для соответствующего PDF-файла.
- Жадный алгоритм в задачах о покрытии
- Жадный алгоритм покрытия для почти всех исходных данных
- Жадный алгоритм в задаче о рюкзаке
- Динамическое программирование для задачи о рюкзаке
- Полностью полиномиальная аппроксимационная схема (FPTAS) для задачи о рюкзаке
- Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи упаковки
- Полиномиальный в среднем алгоритм для задачи о рюкзаке
- Полиномиальный в среднем алгоритм для SAT
- Вероятностный подсчет числа выполняемых наборов для ДНФ
- MAX-SAT: вероятностное округление
- MAX-CUT: вероятностное округление
- MAX-SAT: дерандомизация
- Приближенный алгоритм для метрической задачи коммивояжера
- Формально об алгоритмах. Вычислительные модели
- Временная и пространственная сложность алгоритмов
- Полиномиальные сводимости и NP-полные задачи. Классы NP, coNP, NPC
Материалы
Наверно не пригодятся для курса 2022 года.
Книга
Специальная верстка для чтения с ноутбуков и КПК:
- альбомная ориентация
- крупные беззасечные шрифты
Кому не нравится — пишите обоснованные протесты (почему, конструктивные предложения).
Пишите замечания по содержимому — про проблемы с версткой и библиографией не писать, все там только в процессе.
File:Book-advanced-algorithms.pdf
Смешное — реакция «обычных программистов»
Примечания и ссылки
- Рекомендуется прочитать хотя бы первые лекции по введению в Python и научные вычисления.
Полезная сопутствующая литература по курсу.
- Очень хорошие лекции по классической теории сложности, написанные одним из корифеев оной: Introduction to Complexity Theory by Oded Goldreich
- Более краткий курс по классической теории сложности, университет Technion.
- Еще один классический курс лекций по теории сложности от László Lovász.
- А. Китаев, А. Шень, М. Вялый, Классические и квантовые вычисления — замечательная книга. Содержит отличное введение в теорию сложности.
- С. Дасгупта, Х. Пападимитриу, У. Вазирани, Алгоритмы [2]