INF889B - Algorithmes d’optimisation combinatoire
Plan de cours Hiver 2020
Responsable(s) du cours
Coordination
| Blondin Massé, Alexandre |
| PK-4525 |
| poste 5516 |
| blondin_masse.alexandre@uqam.ca |
| http://lacim.uqam.ca/~blondin/ |
Description du cours
Objectifs
Se familiariser avec les méthodes d’optimisation combinatoire exactes, approximatives et adaptatives. Connaître leurs avantages, leurs limites, être en mesure de les implémenter et d’évaluer leur performance.
Sommaire du contenu
Modélisation d’un problème d’optimisation combinatoire. Optimisation exacte: solution naïve, séparation et évaluation progressive, algorithmes paramétrés. Optimisation convexe: programmes linéaires, algorithme du simplexe, théorie de la dualité, programmation linéaire en nombres entiers. Méthodes approximatives et métaheuristiques: recherche locale, recuit simulé, recherche taboue. Méthodes bio-inspirées: algorithmes évolutionnaires, colonies de fourmis, etc. Optimisation par apprentissage: survol des méthodes d’apprentissage automatique, intégration d’apprentissage dans des algorithmes d’optimisation combinatoire.
Contenu du cours
Le cours comportera 12 à 13 séances magistrales, dont le contenu se divise en 7 chapitres:
- Chapitre 1: Introduction. Présentation du cours, exemples.
- Chapitre 2: Modélisation, algorithmes, espace combinatoire, ordre de grandeur, complexité, expérience.
- Chapitre 3: Optimisation exacte. Solution naïve, séparation et évaluation progressive, algorithmes paramétrés.
- Chapitre 4: Optimisation convexe. Programmation linéaire, algorithme du simplexe, théorie de la dualité, programmation linéaire en nombres entiers.
- Chapitre 5: Approximation et méta-heuristiques. Recherche locale, recuit simulé, recherche taboue.
- Chapitre 6: Méthodes bio-inspirées. Algorithmes évolutionnaires, colonies de fourmis, essaims de particules.
- Chapitre 7: Optimisation avec apprentissage. Survol des méthodes d’apprentissage automatique, intégration d’apprentissage dans des algorithmes d’optimisation combinatoire.
Lors des autres séances, les étudiants et les étudiantes devront présenter des articles scientifiques liés à des sujets d’actualité en optimisation combinatoire, ainsi que sur des problèmes d’optimisation qu’ils rencontrent dans leurs travaux de recherche ou qu’ils souhaitent approfondir.
Modalités d’évaluation
L’évaluation des apprentissages sera faite à partir des éléments suivants.
Revue de littérature (30%)
Dans un premier temps, l’étudiant ou l’étudiante devra identifier un article scientifique du domaine et en faire une brève présentation écrite en une page (5%). Ensuite, il ou elle devra faire une présentation orale de cet article devant la classe, pour une durée d’environ 20 minutes (15%). Finalement, après la présentation, un résumé écrit (dans le style « fiche de lecture ») d’environ 2 pages devra être remis (10%).
Projet de session (40%)
L’étudiante ou l’étudiant devra d’abord choisir son sujet et en faire une courte description écrite (5%). Ensuite, il ou elle devra faire une présentation orale de son projet devant le classe, pour une durée d’environ 25 minutes (20%). Finalement, un rapport final d’environ 10 pages, semblable à un article scientifique, devra être remis après la présentation (15%).
Devoirs (30%)
Trois devoirs écrits (10% chacun) devront être complétés pendant la session.
Médiagraphie
- Marek Cygan et al., Parameterized Algorithms, Springer, 2016, disponible en ligne
- Teofilo F. Gonzalez, Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics, 2007.
- Fred Glover et Gary A. Kochenberger, Handbook of metaheuristics, 2003, ISBN 978-1-4020-7263-5.
- Vašek Chvátal, Linear programming, W. H. Freeman and Company, New York, 1983, 478 pp.
- Stephen Boyd et Lieven Vandenberghe, Convex optimization, notes disponibles en ligne
- Richard S. Sutton et Andrew G. Barto, Reinforcement Learning: An Introduction, second edition, MIT Press, Cambridge, MA, 2018, disponible en ligne
L’autorisation de reprendre un examen en cas d’absence est de caractère exceptionnel. Pour obtenir un tel privilège, l’étudiant-e doit avoir des motifs sérieux et bien justifiés.
Il est de la responsabilité de l’étudiant-e de ne pas s’inscrire à des cours qui sont en conflit d’horaire, tant en ce qui concerne les séances de cours ou d’exercices que les examens. De tels conflits d’horaire ne constituent pas un motif justifiant une demande d’examen de reprise.
Dans le cas d’une absence pour raison médicale, l’étudiant-e doit joindre un certificat médical original et signé par le médecin décrivant la raison de l’absence à l’examen. Les dates d’invalidité doivent être clairement indiquées sur le certificat. Une vérification de la validité du certificat pourrait être faite. Dans le cas d’une absence pour une raison non médicale, l’étudiant-e doit fournir les documents originaux expliquant et justifiant l’absence à l’examen ; par exemple, lettre de la Cour en cas de participation à un jury, copie du certificat de décès en cas de décès d’un proche, etc. Toute demande incomplète sera refusée. Si la direction du programme d’études de l’étudiant-e constate qu’un étudiant a un comportement récurrent d’absence aux examens, l’étudiant-e peut se voir refuser une reprise d’examen. L’étudiant-e absent-e lors d’un examen doit, dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la date de l’examen, présenter une demande de reprise en utilisant le formulaire prévu, disponible sur le site Web du département à l’adresse suivante : http://info.uqam.ca/politiques/.
L’étudiant-e doit déposer le formulaire dûment complété au secrétariat de la direction de son programme d’études : PK-3150 pour les programmes de premier cycle, PK-4150 pour les programmes de cycles supérieurs.
Pour plus de détails sur la politique d’absence aux examens du Département d’informatique, consultez le site web suivant : http://info.uqam.ca/politiques/.
PLAGIAT Règlement no 18 sur les infractions de nature académique. (extraits)
Tout acte de plagiat, fraude, copiage, tricherie ou falsification de document commis par une étudiante, un étudiant, de même que toute participation à ces actes ou tentative de les commettre, à l'occasion d'un examen ou d'un travail faisant l'objet d'une évaluation ou dans toute autre circonstance, constituent une infraction au sens de ce règlement.
La liste non limitative des infractions est définie comme suit :
- la substitution de personnes;
- l'utilisation totale ou partielle du texte d'autrui en la faisant passer pour sien ou sans indication de référence;
- la transmission d'un travail pour fins d'évaluatiion alors qu'il constitue essentiellement un travail qui a déjà été transmis pour fins d'évaluation académique à l'Université ou dans une autre institution d'enseignement, sauf avec l'accord préalable de l'enseignante, l'enseignant;
- l'obtention par vol, manoeuvre ou corruption de questions ou de réponses d'examen ou de tout autre document ou matériel non autorisés, ou encore d'une évaluation non méritée;
- la possession ou l'utilisation, avant ou pendant un examen, de tout document non autorisé;
- l'utilisation pendant un examen de la copie d'examen d'une autre personne;
- l'obtention de toute aide non autorisée, qu'elle soit collective ou individuelle;
- la falsification d'un document, notamment d'un document transmis par l'Université ou d'un document de l'Université transmis ou non à une tierce persone, quelles que aoient les circonstances;
- la falsification de données de recherche dans un travail, notamment une thèse, un mémoire, un mémoire-création, un rapport de stage ou un rapport de recherche;
Les sanctions reliées à ces infrations sont précisées à l'article 3 du Règlement no 18.
Les règlements concernant le plagiat seront strictement appliqués. Pour plus de renseignements, veuillez consulter les sites suivants : http://www.sciences.uqam.ca/etudiants/integrite-academique.html et https://r18.uqam.ca/
Politique no 16 visant à prévenir et combattre le sexisme et les violences à caractère sexuel
Pour consulter la politique no 16 : http://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_16.pdf
Services offerts :
Pour obtenir de l’aide, faire une divulgation ou une plainte : Bureau d’intervention et de prévention en matière de harcèlement 514 987-3000, poste 0886
Pour la liste des services offerts en matière de violence sexuelle à l’UQAM et à l’extérieur de l’UQAM : http://harcelement.uqam.ca
CALACS Trêve pour Elles – point de services UQAM : 514 987-0348 calacs@uqam.ca http://trevepourelles.org
Soutien psychologique (Services à la vie étudiante) : 514 987-3185 Local DS-2110
Service de la prévention et de la sécurité : 514 987-3131
Les étudiants qui ont une lettre signée de leur conseillère ou conseiller de l’Accueil et de soutien aux étudiants en situation de handicap (ASESH), dans laquelle il est fait état de leur inscription au ASESH à titre d’étudiant(e) en situation de handicap, sont invités à remettre ce document à leurs professeur(e)s et chargé(e)s de cours dès le début de la session afin que les aménagements dans le respect des exigences académiques soient déterminées de concert avec chacun des professeur(e)s et chargé(e)s de cours. Les étudiants qui ont une déficience et qui ne seraient pas inscrits au ASESH sont priés de se présenter au AB-2300.
Étudiants avant une déficience de type visuelle, auditive, motrice, trouble d’apprentissage, trouble envahissant du développement et trouble de santé mentale:
Les étudiant(e)s qui ont une lettre d’Attestation des mesures d’aménagements académiques obtenue auprès d’une conseillère, d’un conseiller de l’ACCUEIL ET SOUTIEN AUX ÉTUDIANTS EN SITUATION DE HANDICAP (ASESH) doivent rencontrer leurs enseignant(e)s au début de la session afin que des mesures d’aménagement en classe ou lors des évaluations puissent être mises en place. Ceux et celles qui ont une déficience ou une incapacité mais qui n’ont pas cette lettre doivent contacter l’ASESH au (514) 987-3148 ou se présenter au AB-2300 le plus tôt possible.