Informationsteori, nätverk och marknader, 7,5 hp

Innehåll

Kursen introducerar informationsteori, nätverksteori och spelteori för att beskriva och modellera system som inte kan behandlas med den statiska fysikens fullständigt ordnade eller oordnade interaktionsmodeller. En perfekt magnet eller en ideal gas består av oskiljbara delar som växelverkar utan intentioner i fullständigt ordnade eller oordnade strukturer. Få intressanta system i naturen kan beskrivas med så enkla modeller. Sociala och ekonomiska system består ofta av urskiljbara delar som växelverkar med specifika intentioner och utbyter information i komplexa strukturer. Men precis som för enkla system som magneter och gaser finns nyckeln till att förstå sociala och ekonomiska system i att koppla samman mikroskopiska beskrivningar med makroskopiska fenomen.

Med avstamp i entropibegreppet härleder vi grundläggande begrepp i informationsteori för att matematiskt kunna beskriva informationens viktiga roll i sociala och ekonomiska system. Nätverksdelen behandlar de helt avgörande effekter som uppkommer av att interaktionsmönstren ofta varken är fullständigt ordnade eller fullständigt oordnade. Spelteoridelen behandlar matematiken för att beskriva situationer när utfallet av växelverkan mellan olika individer beror på vilka intentioner eller strategier varje enskild individ har. Genom att kombinera informationsteori, nätverksteori och spelteori kan vi skapa enkla modeller för att bättre förstå grundläggande mekanismer i handel och marknader.

Hur spelar man optimalt givet ett visst odds?
Hur kan det löna sig att handla osjälviskt?
Hur påverkar utformningen av en auktion resultatet?
Hur inverkar positionen i ett nätverk på strategier och utfall vid förhandling?

Kursen omfattar en teoridel om 5,0 hp och en datorlaborationsbaserad projektdel om 2,5 hp.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:

• redogöra för och tillämpa grundläggande begrepp, samband och metoder inom informationsteori, såsom sambandet mellan:

               – entropi, information och termodynamikens andra huvudsats,
               – entropi och gränsen för maximal datakomprimering,
               – datakomprimering och optimalt spel,

• redogöra för och tillämpa grundläggande begrepp och metoder inom nätverksteori, såsom:

               – starka och svaga länkar, gruppstruktur och nätverksdynamik,
               – nätverkseffekter och informationsspridning på nätverk,
               – analys och modellering av strukturen på storskaliga informationsnätverk,

• redogöra för och tillämpa grundläggande begrepp och metoder inom spelteori, såsom:

               – enkla spel med och utan interaktioner och sambandet mellan Nash- och evolutionsjämvikt,
               – hur regler, konventioner och mekanismer för en marknad påverkar hur individer använder och aggregerar information,
               – hur röstningssystem påverkar hur individer aggregerar information och fattar ett gemensamt beslut.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:

• demonstrera förmåga att arbeta mot ett väldefinierat mål i projektform under projektstyrningsmodellen i grupper om minst 4 personer,
• analysera ett problem eller ett system inom ett eller flera av ämnesområdena informationsteori, nätverkseori och spelteori,
• visa färdighet att gemensamt i grupp inhämta, presentera och tillämpa nödvändig kunskap för att lösa problemet.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:

• värdera olika lösningsförslag för problem inom ett eller flera av ämnesområdena informationsteori, nätverkseori och spelteori,
• reflektera över sin egen insats i ett projektarbete,
• bedöma kvalitén på gruppens resultat och ge förslag på hur resultatet skulle kunna förbättras.

Behörighetskrav

För tillträde till kursen krävs förutom grundläggande behörighet för högskolestudier även Programmeringsteknik med C och Matlab (5DV104, 7,5 hp) eller Programmeringsteknik med Python och Matlab (5DV105, 7,5 hp) eller motsvarande samt Statistik för tekniska fysiker (5MS007, 6 hp) eller Stokastik (5MS028, 15 hp) eller motsvarande samt Klassisk mekanik (5FY041, 9 hp) eller Mekanik och energifysik (5FY121, 7,5 hp) eller motsvarande.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, räkneövningar, inlämningsuppgifter samt handledning vid ett större projektarbete. Inlämningsuppgifter och projektarbete är obligatoriska inslag i kursen. Student som missat eller inte kunnat slutföra ett obligatoriskt utbildningsmoment vid kurstillfället ska beredas möjlighet att slutföra det vid ett senare kurstillfälle. För mer information, se Regler och riktlinjer för betyg och examination, dnr: 500-4-05.

Examination

Kunskapsredovisningen sker normalt genom muntliga och skriftliga redovisningar av inlämningsuppgifter och projektarbete samt genom ett skriftligt prov vid kursens slut. På de muntliga och skriftliga redovisningarna sätts betyget Underkänd (U) eller Godkänd (G). På det skriftliga provet sätts betyget Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) samt Med beröm godkänd (5).

På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) samt Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att muntliga och skriftliga redovisningar är godkända samt att det skriftliga provet är godkänt. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler och riktlinjer för betyg och examination, dnr: 500-4-05.

Tillgodoräknande prövas individuellt.