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Guía docente 2024-25 - 13312022 - Metaheurísticas
| TITULACIÓN: | Grado en Ingeniería informática |
| CENTRO: | ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN) |
| CURSO: | 2024-25 |
| ASIGNATURA: | Metaheurísticas |
| NOMBRE: Metaheurísticas | |||||
| CÓDIGO: 13312022 | CURSO ACADÉMICO: 2024-25 | ||||
| TIPO: Obligatoria | |||||
| Créditos ECTS: 6.0 | CURSO: 3 | CUATRIMESTRE: PC | |||
| WEB: https://platea.ujaen.es | |||||
| NOMBRE: JESÚS DÍAZ, MARÍA JOSÉ DEL | ||
| IMPARTE: Teoría [Profesor responsable] | ||
| DEPARTAMENTO: U118 - INFORMÁTICA | ||
| ÁREA: 075 - CIENCIA DE LA COMPUTACIÓN E INT. ARTIFICIAL | ||
| N. DESPACHO: A3 - 131 | E-MAIL: mjjesus@ujaen.es | TLF: 953212444 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/58215 | ||
| URL WEB: - | ||
| ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7891-3059 | ||
| NOMBRE: CARMONA DEL JESÚS, CRISTÓBAL JOSÉ | ||
| IMPARTE: Prácticas | ||
| DEPARTAMENTO: U118 - INFORMÁTICA | ||
| ÁREA: 075 - CIENCIA DE LA COMPUTACIÓN E INT. ARTIFICIAL | ||
| N. DESPACHO: A3 - A3-226 | E-MAIL: ccarmona@ujaen.es | TLF: 953211722 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/25933 | ||
| URL WEB: http://simidat.ujaen.es/members/cjcarmona | ||
| ORCID: - | ||
La asignatura es de carácter obligatorio y se imparte en el tercer curso del Grado. Se integra dentro del módulo común a la rama informática, y está incluida dentro de la materia de Inteligencia Artificial.
En esta asignatura se estudian algoritmos avanzados de optimización y búsqueda, técnicas de diseño de algoritmos basados en trayectorias y poblaciones y metaheurísticas paralelas.
Para el correcto y completo seguimiento de la asignatura es fundamental que el alumno haya superado o al menos cursado las siguientes asignaturas:
- Fundamentos de Programación
- Programación Orientada a Objetos
- Estructuras de Datos
- Diseño de Algoritmos
- Inteligencia Artificial
- Sistemas concurrentes y distribuidos
El alumno debe realizar un seguimiento continuo de la asignatura dado que por su naturaleza los conceptos que se imparten no son excluyentes sino que están íntimamente relacionados.
Es muy importante que el alumno asista tanto a las sesiones teóricas como prácticas y que realice trabajo autónomo en casa para reforzar todos los conceptos vistos y estudiados en clase.
Se recomienda que el alumno estudie con antelación a la realización de las prácticas el guión correspondiente y manuales proporcionados por los profesores. De igual forma deben trabajar los ejercicios propuestos y que serán tratados tanto en las clases teóricas como en las prácticas.
El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.| Código | Denominación de la competencia |
| CB2R | Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio. |
| CB3R | Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética. |
| CB5R | Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía. |
| CC14R | Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela, concurrente, distribuida y de tiempo real. |
| CC15R | Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de los sistemas inteligentes y su aplicación práctica. |
| CC6R | Conocimiento y aplicación de los procedimientos algorítmicos básicos de las tecnologías informáticas para diseñar soluciones a problemas, analizando la idoneidad y complejidad de los algoritmos propuestos. |
| Resultados de aprendizaje | |
| Resultado 14 | Conocer y aplicar los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela, concurrente, distribuida y de tiempo real. |
| Resultado 15 | Conocer y aplicar los principios fundamentales y técnicas básicas de los sistemas inteligentes y su aplicación práctica. |
| Resultado 19R | Conocer y aplicar los procedimientos y algoritmos metaheurísticos (basados en trayectorias, poblaciones o híbridos), analizando la idoneidad y complejidad de los algoritmos propuestos. |
Metaheurísticas: Introducción y Clasificación. Algoritmos de Búsqueda Local Básicos. Algoritmos de Búsqueda Tabú
Métodos Basados en Trayectorias. Métodos Basados en Poblaciones. Algoritmos Evolutivos. Metaheurísticas paralelas. Adaptación de Metaheurísticas a la Resolución de Problemas.
TEORÍA
Unidad 1. Introducción a las Metaheurísticas:
- Resolución de problemas mediante búsquedas.
- Conceptos básicos y clasificación.
- Conceptos avanzados.
Unidad 2. Metaheurísticas basadas en trayectorias:
- Enfriamiento simulado.
- Búsqueda tabú.
- Trayectorias múltiples.
- Conceptos avanzados.
Unidad 3. Metaheurísticas basadas en poblaciones:
- Algoritmos genéticos.
- Evolución diferencial.
- Conceptos avanzados.
Unidad 4. Metaheurísticas basadas en adaptación social:
- Algoritmos basados en colonias de hormigas.
- Optimización basada en nubes de partículas.
- Conceptos avanzados.
Unidad 5. Metaheurísticas híbridas:
- Algoritmos meméticos.
- Búsqueda dispersa.
- Conceptos avanzados.
Unidad 6. Metaheurísticas paralelas:
- Paralelismo en metaheurísticas.
- Estrategias de metaheurísticas paralelas.
PRÁCTICAS Y TUTORÍAS COLECTIVAS
Práctica 1. Metaheurísticas basadas en
trayectorias.
Práctica 2. Metaheurísticas basadas en
poblaciones.
Práctica 3. Metaheurísticas avanzadas.
Seminario 1. Software de metaheurísticas y prueba
inicial de conceptos.
Seminario 2. Problemas de optimización.
Seminario 3. Presentación de trabajos.
| ACTIVIDADES | HORAS PRESENCIALES | HORAS TRABAJO AUTÓNOMO | TOTAL HORAS | CRÉDITOS ECTS | COMPETENCIAS (códigos) |
|---|---|---|---|---|---|
A1 - Clases expositivas en gran grupo
|
30.0 | 45.0 | 75.0 | 3.0 |
|
A2R - Clases en pequeño grupo
|
25.0 | 37.5 | 62.5 | 2.5 |
|
A3R - Tutorías colectivas
|
0.0 | 12.5 | 12.5 | 0.5 |
|
| TOTALES: | 55.0 | 95.0 | 150.0 | 6.0 |
La asignatura se divide en dos partes relacionadas: teoría y prácticas.
La teoría se impartirá a través de sesiones magistrales y clases de problemas. En el primer tipo de sesiones se presentarán los aspectos teóricos de las técnicas, y en el segundo tipo, más aplicado, se analizarán la adaptación de las técnicas vistas para resolver problemas. Se incorporarán también actividades complementarias que permitan comenzar discusiones, estudios incrementales con respecto a todas las técnicas vistas hasta el momento. Se planteará la resolución de ejercicios y problemas reales, así como la resolución de dudas que permitan evaluar la participación del alumno en la asignatura.
La parte teórica se completará con clases en las que se analizarán aspectos avanzados de las distintas técnicas que los alumnos deberán trabajar de forma autónoma.
En la teoría se trabajan las competencias CB2R, CB3R, CB5R.
La parte práctica se llevará a cabo en los laboratorios a través de prácticas de ordenador y seminarios, realizándose en parejas para fomentar el análisis y debate ante decisiones en el diseño de la metaheurísticas, considerando posteriormente los resultados y obteniendo conclusiones de los estudios vistos.
En la parte práctica y en las tutorías colectivas se trabajan las competencias CC14R, CC15R, CC6R.
| ASPECTO | CRITERIOS | INSTRUMENTO | PESO |
|---|---|---|---|
| Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales | Asistencia y participación | Observación y notas del profesor | 10.0% |
| Conceptos teóricos de la materia | Conceptos teóricos de la materia | Examen teórico y de resolución de problemas | 40.0% |
| Realización de trabajos, casos o ejercicios | Prácticas de laboratorio/ordenador | Entrega y defensa de la documentación de las prácticas. Pruebas y evaluaciones durante las sesiones de prácticas. | 40.0% |
| Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC | Prácticas de laboratorio/ordenador | Control de prácticas de laboratorio/ordenador | 10.0% |
Atendiendo a lo recogido en el art. 13 del Reglamento de Régimen Académico y de Evaluación del alumnado de la Universidad de Jaén, la evaluación de la asignatura será global.
A lo largo de las distintas pruebas de evaluación se revisarán la obtención de todas las competencias descritas previamente en la guía dividiéndose la evaluación de la siguiente forma:
TEORÍA
- Teoría (16%): Se planteará un examen escrito de 10 puntos que contará con preguntas cortas y/o preguntas tipo test. Es necesario obtener al menos 5 puntos en esta parte para poder sumar el resto de puntuaciones obtenidas en la asignatura.
- Problemas (24%): Se planteará un examen escrito de 10 puntos en el que alumno tendrá que resolver distintos problemas de que se hayan visto a lo largo de la asignatura. Es necesario obtener al menos 5 puntos para poder sumar con el resto de puntuaciones obtenidas.
PRÁCTICAS
-
Entrega y defensa (40%): Se desarrollará en el laboratorio y cada una de las prácticas será puntuada entre 0 y 10 puntos. La nota final de prácticas será ponderada entre las tres prácticas con valores de 40%, 40% y 20%, respectivamente. Prácticas por debajo de 3.5 puntos no se tendrán en cuenta en la ponderación y es necesario superar con al menos 5 puntos la suma de las tres prácticas para poder sumar el resto de puntuaciones obtenidas en la asignatura.
- Control de prácticas (10%): Se realizará un seguimiento del alumno (incluida la asistencia) a las sesiones de prácticas. También se evaluará la entrega en tiempo de la memoria correspondiente a cada una de las prácticas.
Cada una de las prácticas se evaluarán mediante la entrega de los trabajos prácticos realizados con ordenador, de los trabajos correspondientes a los seminarios y presentaciones planteados, y con una memoria asociada a los mismos. Se evaluará tanto la defensa final de cada trabajo como la evolución del alumno durante las prácticas.
Excepcionalmente, los alumnos que no hayan podido entregar o superar alguna de las prácticas en plazo podrán hacerlo en fecha del examen ordinario con un porcentaje del 80% de la nota inicial.
ASISTENCIA (10%)
-
La evaluación de asistencia y participación se determinará mediante la realización de ejercicios en clase, el control de asistencia a las clases teóricas y/o prácticas, y la participación en presentaciones realizadas al grupo.
La nota obtenida por el alumno durante el periodo lectivo, tanto en las prácticas como en la participación en clase y seminarios, se mantendrá para las convocatorias extraordinarias del mismo curso.
RESULTADOS POR SISTEMA DE EVALUACIÓN:
Con este sistema se evaluarán las competencias CB2R, CB3R, CB5R, CC14R, CC15R y CC6R.
RESULTADOS POR SISTEMA DE EVALUACIÓN:
Con la evaluación de la parte teórica de la asignatura se consigue evaluar de forma adecuada los resultados de aprendizaje de la asignatura 15 y 19.
Mediante la evaluación de los conceptos prácticas se evaluan los resultados de aprendizaje 14, 15 y 19.
- Handbook of metaheuristics. Edición: -. Autor: Glover, Fred Contributor. Editorial: Springer US (C. Biblioteca)
- Handbook of metaheuristics edited by Michel Gendreau, Jean-Yves Potvin. Edición: 2nd ed.. Autor: Gendreau, Michel, ed. lit.. Editorial: Springer (C. Biblioteca)
- Genetic algorithms + data structures = evolution programs. Edición: 3rd rev. and extended ed. Autor: Michalewicz, Zbigniew. Editorial: Springer (C. Biblioteca)
- Ant colony optimization Marco Dorigo, Thomas Stützle. Edición: -. Autor: Dorigo, Marco. Editorial: The MIT Press (C. Biblioteca)
- Introduction to Evolutionary Computing [electronic resource] by A.E. Eiben, J.E. Smith.. Edición: 2nd ed. 2015.. Autor: Eiben, A.E. author.. Editorial: Springer Berlin Heidelberg (C. Biblioteca)
- Parallel metaheuristics : a new class of algorithms edited by Enrique Alba. Edición: -. Autor: Alba, Enrique, ed. lit. Editorial: John Wiley (C. Biblioteca)
- Metaheuristics: from design to implementation El-Ghazali Talbi. Edición: -. Autor: Talbi, El-Ghazali, 1965-. Editorial: John Wiley & Sons (C. Biblioteca)
- New ideas in optimization. Edición: -. Autor: Dorigo, Marco, ed. lit.. Editorial: McGraw Hill (C. Biblioteca)
- Stochastic local search [electronic resource] : foundations and applications Holger H. Hoos, Thomas Stützle.. Edición: -. Autor: Hoos, Holger H.. Editorial: Morgan Kaufmann Publishers (C. Biblioteca)
| Semana | A1 - Clases expositivas en gran grupo | A2R - Clases en pequeño grupo | A3R - Tutorías colectivas | Trabajo autónomo | Observaciones | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nº 1 9 - 15 sept. 2024 |
2.0 | 0.0 | 2.0 | 8.5 | S1: Software de Metaheurísticas | |
| Nº 2 16 - 22 sept. 2024 |
2.0 | 0.0 | 1.0 | 8.5 | Unidad 1 - S2: Problemas de optimización | |
| Nº 3 23 - 29 sept. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 1 - Práctica 1 | |
| Nº 4 30 sept. - 6 oct. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 1. Unidad 2 - Práctica 1 | |
| Nº 5 7 - 13 oct. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 2 - Práctica 1 | |
| Nº 6 14 - 20 oct. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 2 - Práctica 1 | |
| Nº 7 21 - 27 oct. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 3 - Práctica 2 | |
| Nº 8 28 oct. - 3 nov. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 3 - Práctica 2 | |
| Nº 9 4 - 10 nov. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 3 - Práctica 2 | |
| Nº 10 11 - 17 nov. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 4 - Práctica 2 | |
| Nº 11 18 - 24 nov. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 4 - Práctica 2 | |
| Nº 12 25 nov. - 1 dic. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 4 - Práctica 3 | |
| Nº 13 2 - 8 dic. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 4 - Práctica 3 | |
| Nº 14 9 - 15 dic. 2024 |
2.0 | 2.0 | 0.0 | 6.0 | Unidad 5 - Práctica 3 | |
| Nº 15 16 - 22 dic. 2024 |
2.0 | 1.0 | 2.0 | 6.0 | Unidad 6 - Práctica 3 - S3: Presentación de trabajos | |
| Total Horas | 30.0 | 25.0 | 5.0 | 95.0 | ||
| Educación de calidad |
| Industria, innovación e infraestructura |
El aprendizaje de la asignatura Metaheurísticas puede contribuir a varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS):
ODS 4 - Educación de calidad. El aprendizaje de metaheurísticas contribuirá al incremento de competencias necesarias, técnicas y profesionales, para acceder al empleo y emprendimiento de calidad.
ODS 9 - Industria, innovación e infraestructuras. La metaheurísticas son algoritmos de optimización que pueden aplicarse a problemas de ingeniería, dando lugar a soluciones más eficientes e innovadoras en industrias como la fabricación, el transporte y la energía.
En general, el aprendizaje de metaheurísticas dota a los estudiantes de las herramientas y los conocimientos necesarios para abordar complejos problemas de optimización en diversos sectores, contribuyendo a la consecución de múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible.
1) METODOLOGÍA DOCENTE Y ACTIVIDADES FORMATIVAS.
A1 - Clases expositivas en gran grupo
Formato presencial rotativo al 50% (*).
Clase en el horario y aula asignados a una parte del grupo, y
retransmisión por videoconferencia al resto, con
rotación periódica de estudiantes según
determine el Centro.
A2R - Clases en pequeño grupo
Formato presencial rotativo al 50% (*).
Clase en el horario y laboratorio asignados a una parte del
grupo, y retransmisión por videoconferencia al resto, con
rotación periódica de estudiantes según
determine el Centro.
A3R - Tutorías colectivas
Formato presencial rotativo al 50% (*).
Clase en el horario y aula asignados a una parte del grupo, y
retransmisión por videoconferencia al resto, con
rotación periódica de estudiantes según
determine el Centro.
El contenido de las actividades a realizar será el mismo que en el caso de docencia presencial.
(*) El Centro podrá establecer un porcentaje de presencialidad distinto dependiendo del número de estudiantes y el aforo del aula.
2) SISTEMA DE EVALUACIÓN.
El sistema de evaluación e instrumentos serán los mismos que para la modalidad presencial, siempre que el aforo y la infraestructura del espacio asignado para las evaluaciones de la asignatura lo permitan. En caso contrario se sustituirán las pruebas presenciales por pruebas similares desarrolladas telemáticamente.
3) RECURSOS.
Se utilizarán los sistemas de videoconferencia que estén disponibles en los espacios que se habiliten para la docencia, así como la plataforma de docencia de la Universidad. Las actividades que no puedan realizarse de forma presencial se realizarán mediante actividades síncronas y/o asíncronas realizadas mediante la plataforma de docencia virtual.
Queda expresamente prohibida la grabación por ningún medio de las actividades presenciales o no presenciales síncronas sin permiso explícito del docente.
1) METODOLOGÍA DOCENTE Y ACTIVIDADES FORMATIVAS.
Las actividades que no puedan realizarse de forma presencial se realizarán mediante actividades síncronas y/o asíncronas realizadas mediante la plataforma de docencia virtual y los mecanismos que la Universidad permita o habilite.
2) SISTEMA DE EVALUACIÓN.
El sistema e instrumentos de evaluación serán los mismos que para la modalidad presencial, sustituyendo las pruebas presenciales por pruebas similares desarrolladas mediante el uso de la plataforma de docencia online u otras que la Universidad permita o habilite.
3) RECURSOS.
Las actividades que no puedan realizarse de forma presencial se realizarán mediante actividades síncronas y/o asíncronas realizadas mediante la plataforma de docencia virtual.
En todo caso, queda expresamente prohibida la grabación por ningún medio de las actividades presenciales o no presenciales síncronas sin permiso explícito del docente.
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén
Delegado de Protección de Datos:dpo@ujaen.es
Finalidad: Conforme a la Ley de Universidades y demás legislación estatal y autonómica vigente, realizar los exámenes correspondientes a las asignaturas en las que el alumno o alumna se encuentre matriculado. Con el fin de evitar fraudes en la realización del mismo, el examen se realizará en la modalidad de video llamada, pudiendo el personal de la Universidad de Jaén contrastar la imagen de la persona que está realizando la prueba de evaluación con los archivos fotográficos del alumno en el momento de la matrícula. Igualmente, con la finalidad de dotar a la prueba de evaluación de contenido probatorio de cara a revisiones o impugnaciones de la misma, de acuerdo con la normativa vigente, la prueba de evaluación será grabada.
Legitimación: cumplimiento de obligaciones legales (Ley de Universidades) y demás normativa estatal y autonómica vigente.
Destinatarios: prestadores de servicios titulares de las plataformas en las que se realicen las pruebas con los que la Universidad de Jaén tiene suscritos los correspondientes contratos de acceso a datos.
Plazos de conservación: los establecidos en la normativa aplicable. En el supuesto en concreto de las grabaciones de los exámenes, mientras no estén cerradas las actas definitivas y la prueba de evaluación pueda ser revisada o impugnada.
Derechos: puede ejercitar sus derechos de acceso, rectificación, cancelación, oposición, supresión, limitación y portabilidad remitiendo un escrito a la dirección postal o electrónica indicada anteriormente. En el supuesto que considere que sus derechos han sido vulnerados, puede presentar una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es
Delegado de Protección de Datos (DPO): TELEFÓNICA, S.A.U. ; Email: dpo@ujaen.es
Finalidad del tratamiento: Gestionar la adecuada grabación de las sesiones docentes con el objetivo de hacer posible la enseñanza en un escenario de docencia multimodal y/o no presencial.
Plazo de conservación: Las imágenes serán conservadas durante los plazos legalmente previstos en la normativa vigente.
Legitimación: Los datos son tratados en base al cumplimiento de obligaciones legales (Ley Orgánica 6/2001, de 21 de diciembre, de Universidades) y el consentimiento otorgado mediante la marcación de la casilla habilitada a tal efecto.
Destinatarios de los datos (cesiones o transferencias): Toda aquella persona que vaya a acceder a las diferentes modalidades de enseñanza.
Derechos: Ud. podrá ejercitar los derechos de Acceso, Rectificación, Cancelación, Portabilidad, Limitación del tratamiento, Supresión o, en su caso, Oposición. Para ejercitar los derechos deberá presentar un escrito en la dirección arriba señalada dirigido al Servicio de Información, Registro y Administración Electrónica de la Universidad de Jaén, o bien, mediante correo electrónico a la dirección de correo electrónico. Deberá especificar cuál de estos derechos solicita sea satisfecho y, a su vez, deberá acompañarse de la fotocopia del DNI o documento identificativo equivalente. En caso de que actuara mediante representante, legal o voluntario, deberá aportar también documento que acredite la representación y documento identificativo del mismo. Asimismo, en caso de considerar vulnerado su derecho a la protección de datos personales, podrá interponer una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es