Esta tesis estudia tres complejos problemas dinámicos y estocásticos de asignación de recursos: (i) Enrutamiento y control de admisión con información retrasada, (ii) Promoción dinámica de productos y el Problema de la mochila para artículos perecederos, y (iii) Control de congestión en “routers” con información del recorrido futuro. Debido a que la solución óptima de estos problemas no es asequible computacionalmente a gran y mediana escala, nos concentramos en cambio en diseñar políticas heurísticas de prioridad que sean computacionalmente tratables y cuyo rendimiento sea cuasi-óptimo. Modelizamos los problemas arriba mencionados como problemas de “multi-armed restless bandit” en el marco de procesos de decisión Markovianos con estructura especial. Empleamos y enriquecemos resultados existentes en la literatura, que constituyen un principio unificador para el diseño de políticas de índices de prioridad basadas en la relajación Lagrangiana y la descomposición de dichos problemas. Esta descomposición permite considerar subproblemas de optimización paramétrica, y en ciertos casos “indexables”, resolverlos de manera óptima mediante el índice de productividad marginal (MP). El índice MP es usado como medida de prioridad dinámica para definir reglas heurísticas de prioridad para los problemas originales intratables. Para cada uno de los problemas bajo consideración realizamos tal descomposición, identificamos las condiciones de indexabilidad, y obtenemos fórmulas para los índices MP o algoritmos computacionalmente tratables para su cálculo. Los índices MP correspondientes a cada uno de estos tres problemas pueden ser interpretados en términos de prioridades como el nivel de: (i) la penalización de dirigir un trabajo a una cola particular, (ii) la necesidad de promocionar un cierto artículo perecedero, y (iii) la utilidad de una transmisión de flujo particular. Además de la contribución práctica de la obtención de reglas heurísticas de prioridad para los tres problemas analizados, las principales contribuciones teóricas son las siguientes: (i) un algoritmo lineal en el tiempo para el cómputo de los índices MP en el problema de control de admisión con información retrasada, igualando, por lo tanto, la complejidad del mejor algoritmo existente para el caso sin retrasos, (ii) un nuevo tipo de política de índice de prioridad basada en la resolución de un problema (determinista) de la mochila, y (iii) una nueva extensión del modelo existente de “multi-armed restless bandit” a través de la incorporación de las llegadas aleatorias de los “restless bandits”.