Prof. Dr. Wolfgang König 

WIAS Berlin Technische UNIVERSITÄT Berlin

Seminar Moderne Anwendungen der Theorie der Markovketten im SS16


TUB-Seite des Seminars.

In diesem Seminar werden eine Anzahl moderner Anwendungen der Theorie der Markovketten vorgestellt und mathematisch analysiert, wie Suchalgorithmen (z.B. die Wirkungsweise von Google), Mischalgorithmen, Simulationen biologischer und physikalischer Partikelmodelle oder Samplestrategien. Wir werden auf der theoretischen Seite mit effizienten Abschätzungen für die Geschwindigkeit der Konvergenz einer Markovkette ins Gleichgewicht beginnen und dann die Spezifika auserwählter Anwendungen analysieren.

Voraussetzung: Stochastik 1 sowie die Kenntnis der Theorie der Markovketten im Umfange von Kapitel 9 des Skriptes Wahrscheinlichkeitstheorie I und II.

Seminarleiter: Wolfgang König und Konstantin Fackeldey

Vorbesprechung: Donnerstag, 21. April 2016, 14:15, MA645.

In der Vorbesprechung erschienen etwa 38 Interessenten. Die Seminarleiter beschlossen daher folgendes Vorgehen: Wer auch im Verlaufe der nächsten Tage noch an einer Teilnahme interessiert ist/bleibt, soll ab dem kommenden Montag bis Freitag (29. April), 15:00 Uhr, eine E-Mail an die beiden Leiter schicken, in der er/sie dieses Interesse kundtut und angibt, welche der untigen Themen er/sie gerne bearbeiten möchte (oder vielleicht sogar neue vorschlägt) und ob eine Bachelor- oder Masterarbeit im Zusammenhang damit angestrebt wird. Ab dem 29.4. um 15:01 werden die Seminarleiter aus den eingehenden Mails (und zwei weiteren) insgesamt 16 für die Teilnahme auslosen und danach die Planung vornehmen und alle Beteiligten informieren.

Jeder Vortrag wird 60 Minuten dauern. Die exakten Beginnzeiten werden sich nach den Vortragsdauern der vorhergehenden Vorträge richten.

Für den Erhalt des Scheines wird eine schriftliche Ausarbeitung verlangt.

Termine und Räme der Vorträge (in Klammern die Nummer des Themas, siehe unten):

Mittwoch, 22. Juni, H 3013

14:00 Weingarten (1) Ausarbeitung

15:10 Kalinowski (1)

16:20 Brust (9) Ausarbeitung

17:30 Hinsen (9)


Dienstag, 28. Juni, H 3025

9:30 Martini (8, Perron-Frobenius)

10:40 Kamswich (2, mit Wang absprechen!!!) Ausarbeitung

11:50 Wang (2)) Ausarbeitung

13:00 Tili (6) Ausarbeitung


Mittwoch, 6. Juli, MA 564 (ACHTUNG; RAUMÄNDERUNG!!)

14:00 König (2)

15:10 Zarucha (7)

16:20 Hömberg (7)

17:30 Krellner (7) Ausarbeitung


Freitag, 8. Juli, MA 645

9:00 Kunze (5)

10:10 Massel (8) Ausarbeitung

11:20 Azar (8)


Literatur:

[B] Erhard Behrends: Introduction to Markov Chains - with Special Emphasis on Rapid Mixing (Vieweg)

[K] König: Skript Stochastische Algorithmen

[LPW] David A. Levin, Yuval Peres and Elizabeth L. Wilmer: Markov Chains and Mixing Times

[LM] Lasota, Mackey: Probabilistic Properties of Deterministic Systems (Cambridge)


Vortragsthemen:


(1) Metropolis-Algorithmus und Gibbs-Sampler (vermutlich zwei Vorträge; siehe Chapter 3 in [LPW]; grobe Anleitung in Abschnitten 5.3 und 5.4 von [K]), ausbaubar zur Bachelorarbeit

(2) Markov chain mixing (Chapter 4 in [LPW] und Chapter 10 in [B], vermutlich zwei bis drei Vorträge), ausbaubar zur Bachelorarbeit

(3) Conductance (Kapitel 11 in [B])

(4) Strong stationary times (Chapter 6 in [LPW]; vermutlich zwei Vorträge), ausbaubar zur Bachelorarbeit

(5) Ein Konvergenzbeweis für Simulated Annealing (Abschnitt 5.6 in [K]; siehe auch Kap. 13 in [B])

(6) Lower bounds on mixing times (Chapter 7 in [LPW]; vermutlich zwei Vorträge)

(7) Markov models of molekular kinetics (Schätzung der Dichte der invarianten Verteilung; vermutlich zwei Vorträge), ausbaubar zur Bachelorarbeit

(8) Markovketten und Suchmaschinen-Pageranking (vermutlich drei oder vier Vorträge inklusive eines Vortrags über Perron-Frobenius-Theorie und evtl. eines über numerische Umsetzung)

(9) Einführung in perfekte Simulation (Kapitel 6 in [K]), ausbaubar zur Bachelorarbeit