Guilherme A. Derenievicz

Ementa

Estudo teórico-prático dos principais métodos de cálculo numérico utilizados em computação científica, com foco na implementação eficiente destes métodos em computadores seriais e abordando técnicas de otimização de código e resiliência a erros numéricos.

Objetivos

• Entender e implementar métodos numéricos para os seguintes problemas matemáticos: resolução de equações não-lineares, resolução de sistemas lineares e não-lineares, resolução de equações diferenciais ordinárias e parciais, interpolação de funções, ajuste de curvas e integração numérica.

• Otimizar as implementações dos métodos numéricos utilizando ferramentas de análise de desempenho, considerando características do processador e memória utilizados.

• Identificar regiões críticas de cada método em termos de desempenho computacional, bem como avaliar implementações alternativas.

Informações

• Carga horária: 60h.

• Natureza: obrigatória.

• Cursos: Ciência da Computação e Informática Biomédica.

Turmas

[2021-2] Turma A: Ciência da Computação e Informática Biomédica

Ementa

Problemas de Otimização Numérica restritos e irrestritos. Algoritmos clássicos para Otimização Convexa. Métodos intervalares para Otimização Global. Busca local e métodos heurísticos.

Objetivos

• Compreender fundamentos teóricos da Otimização Numérica e conceitos tais como linearidade, convexidade, entre outros. Conhecer exemplos de aplicação, estratégias de solução e suas limitações.

• Compreender características específicas de problemas convexos restritos e irretritos. Estudar algoritmos clássicos para Otimização Convexa, compreendendo seus fundamentos teóricos e sua implementação computacional.

• Compreender a análise intervalar e sua aplicação no processamento de restrições numéricas. Estudar algoritmos intervalares e sua aplicação na Otimização Global. Compreender a implementação de algoritmos de Branch-and-Bound intervalar.

• Conhecer técnicas alternativas de otimização, baseados em busca local e metaheurísticas.

Informações

• Carga horária: 60h.

• Natureza: optativa.

• Cursos: PPGINF, Ciência da Computação e Informática Biomédica.

Turmas

[2021-2] Turma A: PPGINF, Ciência da Computação e Informática Biomédica.

Ementa

Representação computacional de números reais e estudo teórico-prático dos principais métodos de cálculo numérico.

Objetivos

• Compreender a representação de números reais em computadores digitais e o conceito de erro.

• Entender métodos numéricos para os seguintes problemas matemáticos: resolução de equações não-lineares, resolução de sistemas lineares, interpolação de funções, ajuste de curvas e integração numérica.

• Compreender aspectos teóricos e práticos dos métodos numéricos estudados.

Informações

• Carga horária: 60h.

• Natureza: obrigatória.

• Cursos: Eng. Elétrica, Eng. Bioprocessos e Biotecnologia, Estatística, Física, Eng. Cartográfica, Eng. Civil e Eng. Química.

Turmas

[2021-1] Turma B: Eng. Bioprocessos e Biotecnologia.

Ementa

Histórico. Elementos de uma linguagem de programação. Tipos de Dados. Estrutura de um programa. Comandos simples e estruturados. Procedimentos e funções. Tipos estruturados. Exemplos de algoritmos clássicos.

Objetivos

• Entender o funcionamento básico de um computador.

• Entender e implementar programas que obtêm valores numéricos do usuário, realizam algum cálculo aritmético com estes valores e exibem o resultado na tela do computador.

• Entender e implementar programas em que determinados cálculos ou operações de leitura e escrita se repetem enquanto um conjunto de condições forem verdadeiras.

• Entender e implementar programas pela combinação de subprogramas menores.

• Entender e implementar programas em que seja necessário armazenar um conjunto de valores numéricos para então proceder a cálculos com o conjunto de valores lidos.

Informações

• Carga horária: 60h.

• Natureza: obrigatória.

• Cursos: Eng. Elétrica, Eng. Bioprocessos e Biotecnologia, Estatística, Física, Eng. Cartográfica, Eng. Civil e Eng. Química.