optymalizator

Opymalizator (optymalizator) to narzędzie, algorytm lub komponent oprogramowania służący do znajdowania najlepszego rozwiązania problemu optymalizacyjnego według zdefiniowanej funkcji celu i zestawu ograniczeń. Działa na zmiennych decyzyjnych, przeszukując dopuszczalne rozwiązania w celu maksymalizacji lub minimalizacji wartości funkcji celu.

Problemy optymalizacyjne charakteryzują się funkcją celu, zmiennymi decyzyjnymi i ograniczeniami; dopuszczalny zbiór rozwiązań nazywany jest dziedziną. Optymalizator może dążyć do rozwiązania globalnego (najlepszego spośród wszystkich możliwych) lub lokalnego; może być dokładny (gwarantuje optymalność) lub heurystyczny/aproksymacyjny. W praktyce często istnieje kompromis między dokładnością a czasem obliczeń.

Zastosowania obejmują szeroki zakres dziedzin. W matematyce i operacjach badawczych stosuje się programowanie liniowe, nieliniowe i całkowitoliczbowe oraz metody takie jak branch-and-bound czy cięcia. W informatyce optymalizatorzy wpływają na wydajność kompilatorów (optymalizacja kodu) i zapytań baz danych. W uczeniu maszynowym optymalizatory, takie jak SGD czy Adam, dostosowują parametry modeli w celu minimalizacji funkcji straty. W inżynierii używa się ich do planowania zasobów, harmonogramowania i projektowania tras. W przetwarzaniu obrazów optymalizatory mogą prowadzić do kompresji i ulepszania jakości przy zadanych ograniczeniach.

Techniki obejmują metody dokładne, gradientowe, probabilistyczne i metaheurystyki (np. algorytmy genetyczne, symulowane wyżarzanie, optymalizacje roju). Wielo celowe problemy prowadzą do analizy Pareto. Opisywaną ideą jest uzyskanie kompromisu między różnymi kryteriami i ograniczeniami.