Аннотация:В монографии рассматриваются задачи структурного материаловедения. Выделяются два класса задач, требующих для своего решения оптимизационных подходов. Задачи первого класса - определение равновесного положения системы частиц, соответствующего минимуму потенциальной энергии. Задачи второго класса относятся к широко известному классу задач идентификации параметров математических моделей. Рассматриваются различные математические модели и постановки задач оптимизации, возникающие в науках о материалах. Излагаются методы их решения. В частности, подробно излагается методология Быстрого Автоматического Дифференцирования (БАД) - новая универсальная методология вычисления производных сложных функций в многошаговых процессах. Предложена методика идентификации масштабных параметров градиентной теории упругости на основе сравнения континуального решения задачи о деформировании неоднородного фрагмента композита в одномерном приближении и решения, найденного методом дискретного атомистического моделирования для двухатомной цепочки. Приводятся результаты численных экспериментов, полученных с использованием разработанных методов и программного обеспечения.