BLG545E · Ders Notları İTÜ · Güz 2026

Ayrık Optimizasyon

BLG545EDiscrete Optimization

Derste işlenen slaytlardan hazırlanmış, konu konu okunabilen ders notları. Her not ilgili haftanın slaytlarını Türkçe anlatır; ders İngilizce yürüdüğü için terimlerin İngilizce karşılıkları parantez içinde verilir.

Notlar

  1. Hafta 11 Ekim 2026
  2. Hafta 28 Ekim 2026
  3. Hafta 315 Ekim 2026
  4. Hafta 422 Ekim 2026

    LP problemlerini çözmek: simpleks yöntemi. Bu haftanın slaytları henüz klasörde yok.

Ders hakkında

Öğrenme çıktıları

  • Ayrık optimizasyonun temellerini anlamak.
  • Ayrık optimizasyon problemleri için matematiksel modelleri anlamak.
  • Ayrık optimizasyon yaklaşımlarını anlamak.
  • Ayrık optimizasyon alanında araştırma yapıp sunabilmek.

Kaynaklar

  • Rardin, R. L. (1998). Optimization in Operations Research. Prentice Hall.
  • Hillier, F. S., Lieberman, G. J. (2009). Introduction to Operations Research, 9. baskı. McGraw-Hill.
  • Hoos, H. H., Stützle, T. (2005). Stochastic Local Search: Foundations and Applications. Elsevier.
  • Araştırma makaleleri.

Değerlendirme (geçici)

Ödev kuralları

  • Bir ödevi ve probleme genel yaklaşımı öğretim üyesiyle, asistanla ya da arkadaşlarınızla tartışabilirsiniz.
  • İntihal akademik dünyada çok ciddi bir suçtur; her türü ödevden sıfır almakla sonuçlanır.
  • Geç teslim kabul edilmez.

Ödevler ve dönem projesi

Her öğrenci küçük bir ayrık optimizasyon problemi seçer ve derste görülen kavramlarla bir çözüm yaklaşımı geliştirir. Proje iki yönden birini izleyebilir:

Proje dönem sonunda sıfırdan yazılmaz; üç ödev projenin bölümlerini sırayla üretir. Öncelikli konu alanları Not 02'de.

  1. Ödev 1Hafta 6 · 5 Kasım

    Problem tanımı ve matematiksel modelleme

    Bir ayrık optimizasyon problemi seç ve matematiksel olarak formüle et. Teslim: problem tanımı ve motivasyon, varsayımlar, karar değişkenleri, amaç fonksiyon(lar)ı, kısıtlar, eksiksiz matematiksel model.

    Bu ödev, final projenin “Problem tanımı” ve “Matematiksel model” bölümlerini oluşturur.

  2. Ödev 2Hafta 9 · 26 Kasım

    Kesin çözüm

    Seçilen problem için kesin (exact) bir çözüm yaklaşımı geliştir ve uygula: dinamik programlama, dal-sınır (branch and bound), tamsayılı/doğrusal programlama vb. Yöntem tercihen küçük ve orta boy örneklere, optimum makul sürede bulunabilecek şekilde uygulanır. Teslim: yöntemin açıklaması, algoritma/sözde kod, uygulama, problem örnekleri, optimal çözüm(ler), hesaplama süresi.

    Sonuçlar, projede sezgisel/üst-sezgisel yöntemin karşılaştırılacağı referans çözümdür.

  3. Ödev 3Hafta 12 · 17 Aralık

    Makale okuma ve analizi

    Seçilen problemle ve ilgili bir sezgisel/üst-sezgisel yöntemle (yerel arama, benzetimli tavlama, tabu arama, GRASP, genetik algoritmalar, evrimsel algoritmalar, karınca kolonisi, parçacık sürüsü vb.) ilgili bir bilimsel makaleyi analiz et.

    Analizin kapsamı: ele alınan problem; (varsa) matematiksel model; önerilen/kullanılan yöntem; çözüm temsili; algoritmanın ana adımları; deney düzeni ve test örnekleri; karşılaştırılan yöntemler; ana deneysel sonuçlar; yöntemin kendi projene uygulanabilirliği.

  4. ProjeHafta 14 · 25 Aralık

    Final proje ve sunum

    Üç ödevi bütünleştiren eksiksiz bir çalışma: problem tanımı, matematiksel model, kesin çözüm, sezgisel/üst-sezgisel çözüm, deney tasarımı, sonuçlar, tartışma, sonuç. Sezgisel yöntem, Ödev 3'te incelenen makaleden yola çıkmalıdır.

    Deneyler kesin ve sezgisel yöntemleri uygun örnekler üzerinde şu ölçütlerle karşılaştırır: amaç değeri, optimallik açığı (gap), hesaplama süresi, çözüm kalitesi ve gerektiğinde bağımsız koşular arasındaki gürbüzlük.

    Minimizasyon için optimallik açığı genellikle (fsezgisel − f*) / f* × %100 olarak raporlanır; f* kesin yöntemin bulduğu optimumdur.

Ders takvimi

HaftaTarihKonuÖdev / proje
11.10.2026Optimizasyona giriş + No Free Lunch teoremi
28.10.2026Problem formülasyonu, optimizasyon terminolojisi ve basit sezgiseller
315.10.2026Doğrusal programlamaya giriş
422.10.2026LP problemlerini çözmek: simpleks yöntemi
529.10.2026Tatil
65.11.2026Dualite, duyarlılık analiziÖdev 1 Problem tanımı ve modelleme
712.11.2026Ayrık optimizasyon problemleri
819.11.2026Tatil
926.11.2026Sezgisel arama: açgözlü yöntemler, yerel arama ve yaklaşıklıkÖdev 2 Kesin çözüm
103.12.2026GRASP, benzetimli tavlama ve tabu arama
1110.12.2026Popülasyon tabanlı üst-sezgiseller
1217.12.2026Deney tasarımı + hesaplamalı değerlendirmeÖdev 3 Makale okuma ve analizi
1324.12.2026Tamsayılı programlama, ileri kesin yöntemler
1425.12.2026Proje sunumuProje
——Final

Notu hazırlanmış haftalar soldaki çizgiyle işaretli. Ödev sütunu, slayttaki takvimde ödevin yazıldığı haftayı gösterir; kesin teslim tarihleri Ninova'da duyurulur.

Terim sözlüğü

Notlarda kullanılan Türkçe karşılıklar. Sınavda ve ödevlerde İngilizce terimler geçer.

İngilizceTürkçeNot
objective functionamaç fonksiyonu01
decision variablekarar değişkeni01
constraint (hard / soft)kısıt (sert / yumuşak)01
feasible / infeasible solutionolurlu / olursuz çözüm01, 05
feasible regionolurlu bölge05
search space / design spacearama uzayı / tasarım uzayı01
local / global optimumyerel / global optimum01
heuristic / metaheuristicsezgisel / üst-sezgisel01
exact methodkesin yöntem01
candidate solutionaday çözüm03
problem instanceproblem örneği03
representation / encodingtemsil / kodlama02
evaluation functiondeğerlendirme fonksiyonu02, 03
penaltyceza02
neighbourhood / movekomşuluk / hamle02
constructive / perturbative searchyapıcı / değiştirici arama03
systematic / local searchsistematik / yerel arama03
stochastic local search (SLS)stokastik yerel arama03
iterative improvement (hill-climbing)iteratif iyileştirme (tepe tırmanma)03
intensification / diversificationyoğunlaştırma / çeşitlendirme01, 03
simulated annealingbenzetimli tavlama04
annealing (cooling) schedulesoğutma planı04
tabu search / tabu tenuretabu arama / tabu süresi04
aspiration criterionaspirasyon (istisna) ölçütü04
iterated local search / perturbationyinelemeli yerel arama / pertürbasyon04
acceptance criterionkabul ölçütü04
linear programming (LP)doğrusal programlama05
functional / nonnegativity constraintsfonksiyonel / negatif olmama kısıtları05
proportionality, additivity, divisibility, certaintyorantılılık, toplanabilirlik, bölünebilirlik, kesinlik05
corner-point feasible (CPF) solutionköşe noktası olurlu çözüm05
unbounded objectivesınırsız amaç değeri05
optimality gapoptimallik açığıProje