Informatique, Décision, Données - 1ère année de Master

Description du contenu de l'enseignement :
Caractériser les problèmes pour lesquels un algorithme executable en temps fini existe pour leur solution, et caractériser les problèmes pour lesquels un algorithme efficace existe et les problèmes pour lesquels des algorithmes efficaces n'existent pas, indépendamment de la technologie de calcul utilisée.

Calculabilité : Ensembles dénombrables (rappels) Programme WHILE, machines de Turing, Décidabilité
Complexité : Problèmes et réductions P vs. NP

Description du contenu de l'enseignement :
Introduire les modèles principaux du machine learning.

Introduire les méthodes d’analyse de données multidimensionnelles descriptives permettant d’étudier les grands tableaux de données, et notamment les liaisons entre les variables nominales dans les tableaux produits par les enquêtes.
Rappel sur l'Analyse en Composantes Principales, selon une présentation générale utilisant la décomposition aux valeurs singulières.
Présentation des méthodes d’Analyse Factorielle des Correspondances (AFC).
Introduction aux méthodes de classification (supervisée) ; cas de l'Analyse Factorielle Discriminante.

Description du contenu de l'enseignement :
Présenter des méthodes de résolution ainsi que l’étude de la complexité des problèmes d’optimisation combinatoire.
Modélisation de problèmes d’optimisation combinatoire (relation avec la programmation linéaire en nombres entiers).
Introduction à la théorie de la complexité : NP-complétude (définition et exemples).
Méthodes exactes : arborescentes par évaluation et séparation, programmation dynamique.
Méthodes approchées : Recherche locale, algorithme glouton.
Métaheuristiques : recuit simulé, méthode tabou, algorithme génétique.

 

Description du contenu de l'enseignement :
Fournir aux étudiants les outils linguistiques nécessaires pour fonctionner efficacement dans l'entreprise et avec leurs partenaires européens.

Expression orale / écrite : anglais des affaires, faire un compte rendu oral en public, rédiger des lettres, rapports, résumés de conférences, et participer à des réunions
Préparation au TOEIC : Test of English for International Communication
Traduction économique : Familiariser les étudiants avec la terminologie économique à partir de thèmes d'actualité. Travail en laboratoire et/ou en salle audiovisuelle à partir de documents authentiques.

Description du contenu de l'enseignement :
An introduction to mathematical optimization, including techniques for the solution and analysis of deterministic linear models used in operations research. Primary types of models addressed are linear programming, network flow, and integer linear programming. The course emphasizes the application of mathematics to the solution of optimization problems, effective modeling of optimization problems, the use of algebraic modeling languages, and the use of commercial solvers like CPLEX and JuMP, a domain-specific modeling language for mathematical optimization embedded in Julia. This course addresses a wide range of topics related to the computational methods encountered in optimization applications. The lectures cover both the theoretical aspects of computation and computation in practice, attempting to bridge the gap between the two. Assigned exercises will focus on employing the computational methods discussed in class to real-world applications. Typical coverage will include data structures, design and analysis of algorithms (column generation and constraints separations), programming paradigms and languages, development tools and environments, numerical analysis, and implementation. Different families of exact methods will be presented in detail with a special attention to branch-and-cut and branch-and-price algorithms. The course aims to develop the capacity of analysis and modelling of decision problems, emphasizing the proper solving techniques and algorithms as well. Several sessions will be devoted to discussing and solving case studies coming from real-world application in data science.

Description du contenu de l'enseignement :
Présenter les principales familles de méthodes d’agrégation multicritère existantes et mise en œuvre de telles méthodes dans des situations réelles de décision.

Introduction au processus de décision
Introduction à la théorie du choix social
Procédures d’agrégation multicritères de type critère de synthèse
Procédures d’agrégation multicritères de type relation de surclassement,
Illustration des méthodes sur des cas réel

Description du contenu de l'enseignement :
Introduction aux systèmes répartis.

Les applications réparties s'exécutent sur un ensemble de machines connectées en réseau. Elles représentent un ensemble de composants qui coopèrent pour réaliser un objectif commun en utilisant le réseau comme un moyen d'échanger des données. Ce cours vise à présenter les concepts élémentaires des systèmes et les algorithmes associés aux environnements répartis
Introduction aux systèmes répartis Principe et fonctionnement des appels de procédure à distance (RPC)Mise en œuvre de la communication à distance en utilisant la couche réseaux (RMI) en Java, Introduction à l’algorithmique répartie. Présentation du modèle de répartition basé sur les échanges de messages Présentation des concepts liés à la communication : contrôle de flux, synchronisation de processus, relation de causalité, réseaux FIFO Présentation des concepts liés au temps et à la concurrence : horloges logiques, exclusion mutuelle.

 

Description du contenu de l'enseignement :
Langue d'enseignement : anglais.

Presents basic principles principles and approaches for game theory.

For non-cooperative games we define the main solution concepts (equilibria). Then we analyze some specific games (zero sum, congestion), what they can model, existence and computation of equilibria, social quality of the equilibria (price of anarchy/stability).
For cooperative games, we mainly deal with the following topics: games in coalitional form; set solutions (the imputation set and the core, dominance, stable sets); one-point solutions (the Shapley value, the nucleolus, etc.); axioms for one-point solutions; population monotonic allocation schemes; coalitonal games on communication networks and cooperation structures; Application to Operations Research Games (ORG): typical examples: flow games, linear production games, fixed tree games, minimum cost spanning tree games, sequencing games, inventory games.
 

Description du contenu de l'enseignement :
Objectif: Introduction à la théorie de la complexité algorithmique et présentation des classes de complexité les plus importantes.
  - Rappels des notions autour des machines de Turing - Définition formelle de la notion de problème - Définition de la notion de complexité d'un problème - Classes de complexité - Classes P - NP - Co-NP - Définition de la notion de réduction polynomiale (réruction de Turing et de Karp) - Etude des propriétés des réductions - NP-complétude - Preuves de NP-completude pour des problèmes combinatoires paradigmatiques - Introduction des modèles alternatifs de complexité

Description du contenu de l'enseignement :
Introduction aux mathématiques pour les sciences des données.

Optimisation convexe
Méthodes d’ordre 1
Descente de Gradient
Analyse de la convergence
Descente de Gradient Stochastique
Analyse de la convergence
Méthodes d’ordre 2
Newton, L-BFGS
Optimisation sous contraintes
Gradient projeté
Notion de lagrangien, dualité
Conditions KKT
Méthodes lagrangiennes
Statistiques pour les sciences des données
Notion de risque empirique
Cas de la régression: Décomposition biais-variance
Borner le risque
Théorème central de la limite
Inégalités de concentration (Markov, Chernoff)

 

Description du contenu de l'enseignement :
Présenter les techniques de la programmation orienté object avancé.

Rappels des principaux concepts de la programmation objet : classes, héritage, interface. Application au traitement des collections.
Modélisation objet et exemple de modèles de conception (design patterns)
Programmation parallèle en Java (multi-threading, synchronisation)
Bonne pratique de la programmation (gestionnaire de sources, debuggage, etc.)

Description du contenu de l'enseignement :
Étudier la modélisation des processus métier et les systèmes qui permettent leur automatisation dans les entreprises.

Processus métiers (Workflow) : définitions et concepts de base, systèmes de gestion de processus métiers, exemple de produits, avantages de ces systèmes.
Modélisation des processus métiers : approches basées respectivement sur les Réseaux de Petri et les diagrammes (UML, EPC), la notation BPMN.
Cycle de vie d’un processus métier : conception, modélisation, exécution, surveillance et optimisation.
Interopérabilité des systèmes de processus métiers : architecture des systèmes de gestion de processus, description des interfaces proposées pour standardisation.
Développement d’une application de processus métiers par apprentissage d’un logiciel de gestion des processus métiers (par exemple Oracle BPM suite.

Description du contenu de l'enseignement :
Presentation and study of some of some structures and graph problems which have important applications in practice.

Basic notions (handshake lemma, examples of graphs, trees, Connectivity (Menger's theorem), Euler's Tours and Hamilton cycles. Euler's theorem, Dirac's and Ore's theorem)
Cocycles, cocircuits, planar graphs, eccentricity, radius and diameter estimation for very large graphs, vertex cover, independent set
Graph coloring: Definition of node and edge coloring, properties and algorithms for minimum coloring. Relation with stability and clique numbers

Description du contenu de l'enseignement :
Objectif :

L’objectif de ce cours est d’introduire certains paradigmes de l’algorithmique permettant de concevoir des structures d’algorithmes généraux pour la gestion efficace des données comme pour l'optimisation.

Contenu :

Rappel : Structures de données, arbres binaires, tas, algorithmes de tri, tables de hachage.
Algorithmes gloutons
Diviser pour régner
Programmation dynamique
Algorithmes arborescents.

Les concepts seront mis en œuvre et illustrés par une implémentation en langage C.

Description du contenu de l'enseignement :
Objectif de ce cours est de sensibiliser les étudiants au regard de techniques de manipulation et d’introduire à la problématique de la protection et traitement des données et à ses conséquences sur les individus.

Validité des données et pièges statistiques
Propriété des données
Les systèmes de régulation de la protection des données
Les textes applicables dans l'Union européenne et en France : les grands principes et définitions juridiques de la protection des données à caractère personnel
Nudge theory
Conséquences sur la société (privacy, surveillance, ’ossification’…)

Description du contenu de l'enseignement :
L’objectif de ce cours est de couvrir les techniques internes des systèmes de gestion de base de données (SGBD) qui sont responsables de l'optimisation de l'evaluation de requêtes SQL.

Nous sommes inondés de données, qu'il s'agisse de données sur le Web, de données collectées à partir de différents silos des entreprises, ou de données traités par des laboratoires scientifiques (par exemple dans le cadre de la bio-informatique, les sciences de la Terre, la sociologie, l'économétrie, etc.). Une partie importante de ces données sont structurées et la manière dont nous y accédons, les gérons et les traitons a un impact considérable sur les performances et la fiabilité des applications manipulant les bases de données. La connaissance du modèle d'entités-associations, du modele relationnelle, de l'algèbre relationnelle et du langage de requête SQL n'est en aucun cas suffisante pour garantir des performances raisonnables et la fiabilité de telles applications.

L’objectif de ce cours est donc de couvrir les techniques internes des systèmes de gestion de base de données (SGBD) qui sont responsables de l'optimisation de l'evaluation de requêtes SQL. Le cours présente premièrement l’architecture typique d'un SGBD relationnel, puis examine en détail les algorithmes et les structures de données utilisés pour implémenter les modules de cette architecture, y compris la gestion de la mémoire permanente, la gestion de la mémoire volatile, les structures de stockage, les méthodes d’accès, et l'optimisation de requête basée sur un modele de coût d'execution.

Le cours comprend un certain nombre d'exercices (TD) et d'exercices pratiques (TP) dans lesquels les étudiants auront l'occasion d'explorer et de mettre en œuvre les fonctionnalités de certains modules du SGBD.

Description du contenu de l'enseignement :
Cet enseignement a pour objet de sensibiliser les étudiants aux problématiques de gestion de la production de biens et de services, en mettant en évidence la très grande complexité des problèmes à résoudre et la difficulté qui en découle de piloter efficacement une chaîne logistique. Quelques grilles d’analyse, modélisations et instrumentations seront abordées.

Typologie des problèmes de gestion de la production des biens et des services -Planification de la production : MRP2
Gestion des approvisionnements et des stocks : demande uniforme et certaine, demande aléatoire : notions de rupture de stock, qualité de service, stock de sécurité et ordonnancement de projets.
Ordonnancement d’ateliers : algorithmes optimaux et heuristiques.
Étude de cas impliquant, pour certains d’entre eux, l’usage de logiciels comme cplex et Excel solver

Description du contenu de l'enseignement :
Présenter aux étudiants les techniques principales de la decision dans l’incertain.

incertain complet (non probabiliste) : définitions de la décision dans l'incertain, présentation des critères classiques de décision dans l'incertain (MaxMin, Min Max Regret, Hurwicz, Laplace, etc.)
Décision séquentielle (incertain probabiliste) : modèle EU, arbres de décision (arbres contenant des noeuds décision, noeuds hasard et noeuds terminaux), et la résolution de ces problèmes par programmation dynamique
Rappel probabilité, indépendance, règle de Bayes
Raisonnement dans les Réseaux Bayésiens (inférences exactes et approchées)
Logique Floue
Chaînes de Markov
Processus de Décision de Markov
Processus de Décision de Markov Partiellement observable

Description du contenu de l'enseignement :
Introduire quelques applications de l’optimisation combinatoire (parmi les applications ci-dessous), et pour chaque application présenter la méthode de résolution.

Applications dans le transport et les réseaux de télécommunications : problèmes de topologie, de conception de réseaux, de routage...
Applications dans la gestion du personnel : problèmes d’affectation, d’emploi de temps.
Application dans les données : problèmes de clustering, de fouille de données, de classification et régression linéaire…

Description du contenu de l'enseignement :
Langue d'enseignement : anglais

The course presents main techniques in logics.

Soundness, completeness and decidability of propositional logic
Soundness and completeness of first-order logic
Gödel’s incompleteness theorems
Model checking

Description du contenu de l'enseignement :
The main goal of this course is to present to students novel paradigms for designing and implementing distributed algorithms processing large data sets, and to enable students to get solid understanding of these new models for algorithms and programming. The course will first focus on MapReduce and then switch to toher derived paradigms, with a particular focus on algorithms processing data in a stremaing fashion. The accent is on fundamental aspects and on algorithm design, with a short description of architectures, by using then well established tools for the implementation in the context of a course project.
The course represents an ideal learning steps for students interested in modern big data processing, including analytics and large scale machine learning.

Description du contenu de l'enseignement :
Mise en oeuvre en Python des techniques présentées dans le cours de machine learning, pour familiariser les étudiants avec les outils de programmation scientifique (numpy, pandas scikit learn).

Syllabus:
Complément du cours de Machine Learning : Introduction aux SVM, arbres de décision, random forest, systèmes de recommandation, rappels dur la libraire Numpy et introduction à la librairie Pandas.
Mise en oeuvre des différentes techniques et algorithmes (régression, SVM, clustering, random forest, recommandations) sur données réelles et artificielles.

Projet : Travail en groupe, mise en oeuvre sur des données réelles d'un dataset réel choisi par les étudiants.

Description du contenu de l'enseignement :
Présenter aux étudiants les techniques principales de representation et de raisonnement sur des informations de connaissance.

Recherche dans des graphes (recherche en largeur, profondeur)
Recherche heuristique et A étoile et variantes (IDA*, RBFS, memory bounded A*)
CSP et résolution simple (backtrack, forward checking, backtrack intelligent, recherche locale)
Algorithmes génétiques (nouveau)
Jeux à deux joueurs: Minimax, alpha-beta, Monte Carlo (UCT)
Réseau de neurones et backpropogationApprentissage d'un arbre de décision
 

Description du contenu de l'enseignement :
L’objectif de l’UE « Datathon For Business » est de mettre l’étudiant dans une posture de réponse à une demande concrète venant d’une entreprise, de se familiariser avec la digitalisation notamment orientée Big Data et IA dans un contexte métier et d’utiliser ses acquis en programmation Big Data et IA pour une modélisation concrète. Par ailleurs, les étudiants devront se répartir en groupes projet qui devront mixer les étudiants de MIDO (M1 MIAGE ou I2D) et les étudiants de CARF (M1). Ceci qui permettra d’acquérir des compétences de travail en groupe et de gestion de la diversité des compétences.