Optimierungsalgorithmen in Naturwissenschaft und Industrie

Dieses Seminar wird im Wintersemester 2003/2004 von A. Hartmann angeboten. Es richtet sich an Studenten/-innen ab dem 7. Semester. Es findet Do. 11.15-12.45 im Raum SR4 statt. (Tammanstr. 1, Raum: A4.101)
Beginn: Donnerstag 23.10.2003

Die Computerphysik hat sich in den letzten Jahren als dritter Zugang zur Physik neben experimentellen und theoretischen Methoden etabliert. Viele Probleme lassen sich dabei auf Optimierungsaufgaben abbilden, die dann mittels verschiedener Algorithmen auf Computern gelöst werden. Beispiele sind die Berechnung von Grundzuständen ungeordneter Ising Systeme oder die Analyse von Proteinstrukturen.
Aber auch in der Industrie versucht man mit dem Vordringen der Computerisierung schwierige Verteilungs- und Organisationsaufgaben von Rechnern erledigen zu lassen, d.h. es werden ebenfalls Optimierungsaufgaben gelöst. Beispiele sind die Erstellung von Stundenplänen oder die Verteilung von Transportaufträgen auf einen Fuhrpark.
Umgekehrt werden aber auch "klassische" Optimerungsprobleme aus der theoretischen Informatik auch mittels Konzepten und Methoden der statistischen Physik untersucht. Auf diese Weise können viele Erkenntnisse gewonnen werden, die mit den üblichen mathematischen Methoden bisher nicht gefunden werden konnten. Damit können sich die beiden Gebiete Physik und Informatik in vielfältiger Weise gegenseitig befruchten.
Aufgrund der Komplexität der meisten Optimierungsprobleme existiert eine Vielzahl von Algorithmen. In diesem Seminar soll versucht werden, einen Überblick über verschiedene Methoden aber auch zahlreiche Anwendungen zu erhalten. In jedem Vortrag sollen beide Aspekte zusammen betrachtet werden. Alle hier behandelten Verfahren sind aber weit über die jeweilige Beispielanwendung hinaus für eine große Klasse von Problemen einsetzbar. Damit das Seminar auch für Studenten von Interesse ist, die ihre Zukunft nicht an der Universität sehen, werden auch einige Anwendung aus der freien Wirtschaft mit einbezogen.

Eine Themen und Literaturliste ist bereitgestellt.

Im Rahmen des Seminar wird - soweit nötig - auch eine Einführung in die Komplexitätstheorie und die Grundlagen der Graphentheorie angeboten. Weiterhin wird jedem/jeder Vortragenden die Möglichkeit zu einem Probevortrag geboten.
Auf besonderen Wunsch ist es auch möglich, Algorithmen am Computer selbst zu erproben bzw. zu programmieren. Dazu stehen umfangreiche Programmbibliotheken LEDA und Numerical Recipes (jeweils nur lokal) zur Verfügung. Dieser Teil ist aber freiwillig und nicht zum Erwerb eines Scheins notwendig.

Voraussetzungen für den Erwerb eines Scheins (falls gewünscht):

Für den Vortrag sollte gelten:

Das Seminar wird teilweise auch von Martin Weigt, Bernd Burghardt, Wolfgang Barthel und Carlo Amoruso unterstützt.

Zur Homepage von Alexander Hartmann. Zur Homepage der Nachwuchsgruppe Komplexe Grundzustände ungeordneter Systeme.
hartmann@theorie.physik.uni-goettingen.de

Last modified: Wed Mar 30 14:49:31 CEST 2005