ALGO2 : Algorithmique avancée

C'est la suite du cours ALGO1

Magistère informatique et télécommunications - ENS Cachan Antenne de Bretagne - Année 2012/2013

Intervenants

Cours : François Schwarzentruber
Travaux dirigés : Arnaud Jobin
Planning sur l'ADE de l'université
Projet

Vendredi 18 janvier 2013
16h15-18h15
Analyse en moyenne et séries génératrices
I) Motivation : nombre d'affectations dans la recherche dans un tableau
1) Algorithme
2) Définition de la complexité en moyenne
3) Relation de récurrence
II) Séries génératrices
1) Un anneau
2) Dérivées et intégrations
III) Un peu de dénombrements
1) Sans répétition
2) Avec répétition
3) Un exemple fruité
IV) Résoudre des relations de récurrence
1) Exemples simples
2) Nombre d'affectations en moyenne dans la recherche dans un tableau
Demo
V) Complexité en moyenne et NP-complétude
Discussions autour d'articles de recherche...
Jeudi 24 janvier 2013
14h-16h
TD
Jeudi 31 janvier 2013
14h-16h
Analyse amortie
I) Motivation
a) Problème avec l'analyse dans le pire des cas / moyenne
ex : Image du bureau désorganisé
b) Définition
= moyenne sur une séquence du pire des cas
II) Deux points de vue (raconté avec l'exemple du tableau dynamique)
a) Méthode comptable
~ Discussion avec un banquier
b) Méthode du potentiel
~ Discussion avec un physicien
III) Union-find (avec le point du vue du banquier)
Demo
a) Rappel
b) Tour de puissance
c) Bilan
IV) Tas de Fibonacci (avec le point du vue du physicien)
Présentation
a) Description
b) Analyse
c) Bilan
Jeudi 7 février 2013
14h-16h
TD
Jeudi 14 février 2013
14h-16h
Algorithmes d'approximation
I) Introduction : quoi faire face à NP
a)  Réduire l'ensemble des entrées possibles
b) Être moins exigeant
II) Algorithme approximant à un facteur constant
1) Vertex cover
a) Algorithme naïf
b) Algorithme via maximal matching
2) Weighted vertex cover - relaxation linéaire
3) Voyage de commerce avec inégalités triangulaires
a) Algorithme 2-approximant
b) Algorithme de Christofides
III) Borne en log(n)
1) Set cover
IV) Aussi approximant qu'on le souhaite
1) Principe général
2) Sac à dos via programmation dynamique
Jeudi 21 février 2013
14h-16h
TD
Jeudi 7 mars 2013
14h-16h
V) Inapproximabilité
Inapproxabilité du voyage de commerce si P != NP

Algorithme probabiliste : Las Vegas et Monte Carlo

I) Rappels de probabilités
II) Contrer les attaques : tri rapide, Las Vegas
III) Monte Carlo : coupe minimale
IV) Classes de complexité

Jeudi 14 mars 2013
14h-16h
TD
Jeudi 21 mars 2013
14h-16h
La méthode probabiliste
I) Introduction avec MAX-CUT
1) Montrer l'existence de coupe assez grande
2) Dérandomisation
3) Etat de l'art sur MAX-CUT
II) Nombres de Ramsey
III) Lemme local de Lovász
1) Enoncé
1) Un exemple stupide : coloriage d'un cycle
2) Satisfiabilité d'une k-CNF avec contraintes sur les variables
Jeudi 28 mars 2013
14h-16h
TD
Jeudi 4 avril 2013
14h-16h
Algorithme quantique
Magnets chats
I) Comparaison modèle classique/quantique
II) Etat d'un système
1) Etats physiques
2) Superposition
3) Produits tensoriels
III) Mesures
1) Mesure d'un état entier
2) Mesure partielle
IV) Circuits d'une machine quantique
V) Algorithme de Deutsch-Jozsa
VI) Algorithme de Grover
Animation de l'algorithme de Grover (avec des chats)
Jeudi 11 avril 2013
10h15-12h15 et 14h-16h
Soutenance des projets


Références

Generating functions
Average-case complexity and NP
Approximation algorithms

Traveling salesman problem
Randomized algorithms
Quantum algorithms