: Frank-Michael Dittes
: Optimierung Wie man aus allem das Beste macht
: Springer-Verlag
: 9783662649060
: 2
: CHF 15.00
:
: Technik: Allgemeines, Nachschlagewerke
: German
: 195
: Wasserzeichen/DRM
: PC/MAC/eReader/Tablet
: PDF

Wie kann man Ressourcen optimal nutzen? Wie finde ich die richtige Lösung für ein kompliziertes Problem? Wie erreiche ich mit geringstem Aufwand mein Ziel?

Ohne mathematische Formeln zu bemühen, geht der Autor diesen und anderen Fragen der Optimierung komplexer Systeme auf den Grund. Die betrachteten Anwendungsfälle reichen von Ablaufplanungen über den Aufbau eines Energienetzes und anderer technischer Strukturen bis hin zu Fragen des täglichen Lebens - wie dem leidigen Kofferpacken oder frustrierten Beziehungen.

Leicht verständlich und gut illustriert werden effiziente Herangehensweisen an die verschiedensten Optimierungsprobleme beschrieben und zahlreiche Algorithmen zu ihrer Lösung vorgestellt. Auf fast spielerische Weise betrachtet der Autor von einem einheitlichen Standpunkt aus kombinatorische wie kontinuierliche Optimierungsfragen und schlägt zum Schluss einen Bogen zur philosophischen Betrachtung über die Schönheit unserer Welt.



Dr. rer. nat. habil. Frank-Michael Dittes ist Professor im Fachbereich Ingenieurwissenschaften an der FH Nordhausen. Er ist Autor des Buches 'Komplexität' in derselben Reihe. Darüber hinaus hat er  zahlreiche Veröffentlichungen zur Modellierung und Optimierung komplexer Systeme produziert. Seine Habilitation behandelte das Chaos in Quantensystemen und die Optimierung komplexer Systeme.
Vorwort zur 2., überarbeiteten und erweiterten Auflage6
Inhaltsverzeichnis9
1: Und immer lockt das Bessere: eine Einführung12
Literatur15
2: Hier stehe ich: Standortprobleme16
2.1 Spielerisch zum Optimum: das N-Damen-Problem16
2.2 Bring es auf den Punkt: Deutschlands Mitte20
2.3 Wasch mir den Pelz: Probleme mit Nebenbedingungen28
Literatur31
3: Setz dir ein Ziel: von Optimierungsräumen und Bewertungsfunktionen32
3.1 Die Menge macht‘s: diskrete und kontinuierliche Probleme32
3.2 Auf gute Nachbarschaft: von kleinen und großen Umgebungen35
3.3 Weite den Blick: die Dimension des Raumes38
3.4 O Täler weit, o Höhen: Bewertungslandschaften41
3.5 Ein Bild sagt mehr als tausend Worte: das Problem der Darstellung45
Literatur50
4: Schritt für Schritt: deterministische Lösungsverfahren51
4.1 Bitte durchzählen: die vollständige Enumeration51
4.2 Teile und herrsche: „branch and bound“54
4.3 Rolling home: Newtonverfahren und Gradientenmethode58
4.4 Alles ist erlernbar: künstliche Neuronale Netze63
4.5 Klein, aber fein: die Methode der kleinsten Quadrate68
4.6 Immer an der Wand lang: das Simplexverfahren72
Literatur75
5: Und er würfelt doch: Monte-Carlo-Verfahren der globalen Optimierung77
5.1 Von einem Extrem(um) ins andere: lokale und globale Optima77
5.2 Heureka! Von Heuristiken und Metaheuristiken82
5.3 Verbessern durch Verschlechtern: Wege aus der Lokalitätsfalle87
5.3.1 Mach mich heiß! Metropolis-Algorithmus und simulierte Abkühlung87
5.3.2 Mehr Toleranz, bitte: „threshold accepting“89
5.3.3 Wie Phönix aus der Asche: „ruin89
9089
5.4 Es führt kein Weg zurück: eingeschränktes Suchen90
5.4.1 Wasser marsch: der Sintflut-Algorithmus90
5.4.2 Vorwärts, und nicht vergessen: die Tabu-Suche91
5.5 Viele Hunde sind des Hasen Tod: genetische Algorithmen und Evolutionsstrategien93
5.6 Du bestimmst den Weg: die demokratische Optimierung96
5.7 Das ultimative Würfeln: Quantenalgorithmen101
Literatur109
6: Der Weg ist das Ziel: von kurzen Routen und langen Folgen111
6.1 Jetzt geht’s rund: das Problem des Handelsreisenden111
6.2 Auf gutem Weg: die optimale Trassenführung121
6.3 Immer der Reihe nach: Ablaufplanungen125
Literatur128
7: Pack es: das optimale Füllen129
7.1 Schnür dein Ränzel: das Rucksack-Problem und andere Ressourcenfragen129
7.2 Längs oder quer: von Bildern und Koffern132
7.3 Eine Frage der Form: Quadrate, Dreiecke und Kreise135
7.3.1 Wie das Plätzchenbacken: die Quadratur der Kreise135
7.3.2 Das allgegenwärtige Potenzgesetz: Optimalität und Komplexität139
7.3.3 Wie berührend: Apollonische Packungen143
Literatur144
8: Man kann’s nicht allen recht machen: die Optimierung frustrierter Systeme145
8.1 Enttäusch mich nicht: der Frustrationsbegriff145
8.2 Eine Dreiecksgeschichte: die Wurzel aller Frustration150
8.3 Die spinnen, die Gläser: der schwere Weg zum Optimum153
8.4 Über kurz oder lang: Frustration und Korrelation159
Literatur163
9: Wie soll ich mich entscheiden: die Kunst des Kompromisses165
9.1 Wer zwei Hasen jagt: mehrdimensionale Zielfunktionen165
9.2 Sie werden verbunden: Verkehrs- und Energienetze170
9.3 Spieglein, Spieglein an der Wand: Antireflexbeschichtungen176
Literatur180
10: Alles super? Optimal im Kleinen wie im Großen181
10.1 Immer in Eile: der intelligente Lichtstrahl oder das Prinzip der kürzesten Zeit181
10.2 Auf krummen Touren: die optimale Wirkung184
10.3 Die beste aller möglichen Welten: wirklich?186
Literatur188
11: Zum Schluss: die Schönheit des Optimums189
Verwandte und weiterführende Literatur193
Stichwortverzeichnis194