
【計】 global optimization; overall optimization
全局優化(Global Optimization)指在數學、工程或計算機科學中,尋找目标函數在整個可行域内的絕對最優解(而非局部最優解)的理論與方法。其英文對應術語為Global Optimization,強調在解空間中進行全域搜索,克服局部最優陷阱。以下從定義、方法與應用三方面展開:
全局優化的目标是尋找函數 ( f(x) ) 在定義域 ( Omega ) 上的全局最小值或最大值,即: $$ min_{x in Omega} f(x) $$ 其中 ( Omega ) 為可行域,可能受約束條件(如 ( g(x) leq 0 ))限制。與局部優化(僅保證鄰域内最優)不同,全局優化要求解在整個 ( Omega ) 上最優。
确定性方法
來源:Floudas, C. A., Deterministic Global Optimization, Springer, 2000.
隨機性方法
來源:Zhigljavsky, A., Theory of Global Random Search, Springer, 2011.
來源:Horst, R., Introduction to Global Optimization, Kluwer Academic, 2000.
(注:參考文獻基于經典學術著作,未提供鍊接以确保有效性;實際引用時建議通過學術數據庫獲取原文。)
全局優化是指在特定問題域中,通過系統化方法在整個可能的解空間中尋找全局最優解的過程,而非局限于局部區域的優化。以下是其核心要點:
維度 | 全局優化 | 局部優化 |
---|---|---|
搜索範圍 | 整個解空間 | 初始點附近的區域 |
解的質量 | 全局最優解 | 可能為局部最優解 |
算法策略 | 需兼顧探索與收斂(如隨機搜索) | 通常依賴梯度下降等确定性方法 |
應用場景 | 複雜多峰函數、多約束問題 | 簡單單峰函數、快速收斂需求 |
例如,在編譯器設計中,全局優化針對整個函數進行代碼效率提升,而局部優化僅處理單個基本塊内的指令。
隨機優化算法
from scipy.optimize import differential_evolution
result = differential_evolution(objective_function, bounds)
确定性算法
混合策略
shgo
算法),先用全局方法縮小範圍,再用局部優化精确求解。如需進一步了解特定領域(如算法實現或行業案例),可參考來源。
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