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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
INFORMATICA
Insegnamento
GAME THEORY
SCP7079401, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INFORMATICA
SC1176, ordinamento 2014/15, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese GAME THEORY
Sito della struttura didattica http://informatica.scienze.unipd.it/2019/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Matematica
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile LEONARDO BADIA ING-INF/03

Mutuante
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INP4064059 GAME THEORY - TEORIA DEI GIOCHI LEONARDO BADIA IN0521

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-INF/03 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2014

Syllabus
Prerequisiti: Un corso anche basilare di teoria della probabilità.
Conoscenze e abilita' da acquisire: L'insegnamento prevede l'acquisizione delle seguenti conoscenze e abilità, suddivise in due insiemi.

1: parte base. Apprendere e padroneggiare concetti teorici di base e avanzati della teoria dei giochi e saper risolvere problemi generali multi-obiettivo multi-agente con tecniche della teoria dei giochi.
2: parte applicativa. Sapere applicare i concetti della teoria dei giochi a scenari pratici, specialmente di tipo ICT; in questo contesto, e' di particolare interesse l'abilità di contestualizzare la teoria dei giochi come strumento di valutazione per l'efficacia della risoluzione tramite procedure multi-agente distributed.

A seconda del tipo di fruizione/frequenza/mutuazione del corso da parte dello studente, l'importanza di queste due insiemi viene considerata diversamente. In particolare, la parte applicativa è rilevante per studenti di corsi di ambito ingegneristico frequentanti. Per gli studenti di corsi differenti, o per studenti non frequentanti, l'acquisizione di conoscenze e abilità si concentra nell'insieme degli obiettivi di base.
Modalita' di esame: Per studenti di ingegneria frequentanti, l'esame coinvolge (a differenza degli altri) lo sviluppo di un progetto in gruppi di 1-3 persone, su argomenti del corso applicati alle ICT. L'argomento del progetto e' concordato con il docente durante il corso.

Per tutti gli studenti in qualunque caso l'esame comprende anche un esame scritto obbligatorio a libro aperto, dove vengono sottoposti quattro diversi problemi di game theory allo studente su argomenti toccati durante il corso. Per ogni esercizio, vengono poste tre domande.

Gli studenti di ingegneria frequentanti si limiteranno a risolvere 3 esercizi sui 4 proposti. Tutti gli altri (studenti non frequentanti, o studenti non di ingegneria) dovranno risolverli tutti e 4.

Se il test scritto e' sufficiente, gli studenti non frequentanti o gli studenti non di ingegneria potranno registrare il voto conseguito come voto finale dell'esame.

Gli studenti di ingegneria frequentanti invece discuteranno il progetto sviluppato durante il corso con un esame orale, da svolgersi dopo l'esame scritto. Questi esami orali si svolgono nella stessa giornata di un esame scritto, ma non necessariamente lo studente deve presentarsi nella stessa giornata per l'esame scritto e la discussione orale del progetto. Per il superamento dell'esame e' necessaria una valutazione sufficiente di entrambe le parti, esame scritto e discussione orale.
Criteri di valutazione: Ogni domanda nei test scritti viene valutata fino a un massimo di 3 punti.
Per gli studenti di ingegneria frequentanti, la discussione del progetto viene valutata fino a 10 punti.
Il voto finale e' la somma numerica dei punteggi individuali delle domande e della discussione del progetto (se presente), limitata a 30. Un punteggio di 30 e lode e' assegnato agli studenti il cui punteggio numerico e' superiore a 31.

Nella valutazione di ogni domanda scritta vengono tenuti in considerazione:
- la pertinenza, la correttezza, e la completezza della risposta;
- l'utilizzo appropriato delle terminologie, metodologie, e rappresentazioni formali tipiche della teoria dei giochi
- l'acquisita capacita' di problem solving
- la capacita' di discussione e verifica ex-post della soluzione trovata

Nella valutazione del progetto (se presente) vengono tenuti in considerazione:
- l'originalita' della proposta e la pertinenza sia con le tematiche del corso che con le metodologie ingegneristiche tipiche dell'ICT
- la qualita' dell'esposizione orale
- la capacita' di lavoro di gruppo e la presenza di singoli contributi attribuibili ai partecipanti al progetto
- la capacita' di trarre conclusioni significative dal punto di vista scientifico grazie alle metodologie apprese nel corso
Contenuti: Concetti base di teoria dei giochi
Utilita', mercato, fattore di sconto
Giochi statici in forma normale
Dominanza, Equilibri di Nash
Efficienza, prezzo dell'anarchia
Giochi a somma zero, giochi minimax
Strategie miste, equilibri misti
Teorema di Nash, il teorema minimax
The tragedy of the commons

Giochi dinamici
Strategie e sottogiochi
Backward utility
Equilibri di Stackelberg
Giochi ripetuti, collaborazione
Duopoli dinamici, collusione
Cooperazione, pricing
Informazione incompleta/imperfetta
Giochi bayesiani, signaling, beliefs
Principio di rivelazione

Teoria dei giochi assiomatica
Fictitious play
Best response dynamics
Ottimizzazione distribuita
Game theory algoritmica
Calcolo, complessita', e completezza dell'equilibrio
Aste, bargaining
Aste di primo e secondo prezzo
Criterio VCG
Giochi copperativi, il nucleo, il valore di Shapley

Allocazione delle risorse
Utilita', scelte e paradossi
Giochi potenziali, coordinazione
Algoritmi bio-inspired
Giochi evolutivi
Reti cognitive
Selfish routing
Sistemi multi-input con teoria dei giochi
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni convenzionali con il supporto di slide.
Prevista interazione su piattaforma moodle.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Diversi libri forniscono una trattazione generale di teoria dei giochi.
A mero titolo di suggerimento, si può usare il libro di Tadelis come riferimento in senso generale. Questa parte comunque dovrebbe essere integrata con materiale per le applicazioni. Il libro di MacKenzie e DaSilva è un buon esempio, anche se non è obbligatorio usare un libro per questo scopo (si può fare riferimento anche a materiale trovato in rete).
In ogni caso, il docente fornirà agli studenti tutte le dispense delle lezioni e appunti aggiuntivi.
Testi di riferimento:
  • S. Tadelis., Game Theory: An Introduction.. --: Princeton., 2013. Cerca nel catalogo
  • A. MacKenzie, L. DaSilva, Game Theory for Wireless Engineers. --: Morgan&Claypool, 2006. Cerca nel catalogo
  • Noam Nisan, Tim Roughgarden, Eva Tardos, Vijay V. Vazirani (eds.), Algorithmic Game Theory. --: Cambridge Univ. Press, 2007. Cerca nel catalogo
  • Roberto Lucchetti, A Primer in Game Theory. --: Esculapio, 2011. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Problem based learning
  • Working in group
  • Story telling
  • Problem solving
  • Active quiz per verifiche concettuali e discussioni in classe
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Uguaglianza di genere Industria, innovazione e infrastrutture Ridurre le disuguaglianze Pace, giustizia e istituzioni forti