Optimizador Adam
Función hoja es el nombre que recibe una función C que no hace ninguna llamada a función. Los compiladores suelen generar un código máquina muy eficiente para las funciones de hoja. Esto se debe a que el conjunto de registros que normalmente se reservaría para realizar llamadas a funciones y pasar parámetros se pone a disposición del cálculo general en una función hoja.
Por lo tanto, es posible obtener reducciones en el tiempo de ejecución general en el peor de los casos asegurando que el código en el peor de los casos se coloque en las funciones hoja. La forma de conseguirlo depende de la estructura del código. A veces puede valer la pena crear una nueva función que contenga sólo el código de los puntos conflictivos para garantizar que el compilador genere la implementación de código máquina más eficiente. También puede ser posible alinear otras funciones pequeñas o implementarlas mediante macros (#defines) para que la función que contiene la zona activa se convierta en una función hoja.
Programa de optimización
La optimización matemática, también conocida como programación matemática, es una ayuda para la toma de decisiones que se utiliza a gran escala en todos los sectores. Se utilizan técnicas analíticas avanzadas para encontrar el mejor valor de las entradas a partir de un conjunto dado que se especifica mediante los límites físicos del problema y las restricciones del usuario. La calidad del resultado se mide por una métrica del usuario proporcionada como una función escalar de las entradas. Los problemas de optimización provienen de una gran variedad de campos e industrias, como la optimización o calibración de carteras en finanzas, la optimización estructural en ingeniería, el ajuste de datos en la predicción meteorológica, la estimación de parámetros en química y muchos más.
En el post anterior hablamos de las formas de proporcionar derivadas y nos centramos en una aproximación por diferencias finitas (FD). Esta vez abordamos, con más detalle, los algoritmos que no requieren derivadas ni las aproximan internamente mediante diferencias finitas. Esta clase de algoritmos de optimización suele denominarse Optimización sin Derivadas (DFO).
Diferentes optimizadores
La optimización matemática (también llamada optimización) o la programación matemática es la selección del mejor elemento, con respecto a algún criterio, de entre un conjunto de alternativas disponibles[1]. Los problemas de optimización se plantean en todas las disciplinas cuantitativas, desde las ciencias de la computación y la ingeniería[2] hasta la investigación operativa y la economía, y el desarrollo de métodos de solución ha sido de interés para las matemáticas durante siglos[3].
En el caso más sencillo, un problema de optimización consiste en maximizar o minimizar una función real eligiendo sistemáticamente valores de entrada dentro de un conjunto permitido y calculando el valor de la función. La generalización de la teoría y las técnicas de optimización a otras formulaciones constituye un amplio campo de las matemáticas aplicadas. En términos más generales, la optimización incluye la búsqueda de los “mejores valores disponibles” de alguna función objetivo dado un dominio (o entrada) definido, incluyendo una variedad de diferentes tipos de funciones objetivo y diferentes tipos de dominios.
Optimización del código
La optimización del código es cualquier método de modificación del código para mejorar su calidad y eficiencia. Un programa puede optimizarse para que tenga un tamaño menor, consuma menos memoria, se ejecute más rápidamente o realice menos operaciones de entrada/salida.
El requisito básico que deben cumplir los métodos de optimización es que un programa optimizado debe tener la misma salida y efectos secundarios que su versión no optimizada. Este requisito, sin embargo, puede ser ignorado en el caso de que el beneficio de la optimización, se estime más importante que las probables consecuencias de un cambio en el comportamiento del programa.
La optimización puede ser realizada por optimizadores automáticos o por programadores. Un optimizador es una herramienta de software especializada o una unidad integrada en un compilador (el llamado compilador optimizador). Los procesadores modernos también pueden optimizar el orden de ejecución de las instrucciones del código.
Las optimizaciones se clasifican en optimizaciones de alto y bajo nivel. Las optimizaciones de alto nivel suelen ser realizadas por el programador, que maneja entidades abstractas (funciones, procedimientos, clases, etc.) y tiene presente el marco general de la tarea de optimizar el diseño de un sistema. Las optimizaciones realizadas a nivel de bloques estructurales elementales del código fuente -bucles, ramas, etc.- suelen denominarse optimizaciones de alto nivel. – suelen denominarse también optimizaciones de alto nivel, mientras que algunos autores las clasifican en un nivel separado (“medio”) (¿N. Wirth?). Las optimizaciones de bajo nivel se llevan a cabo en la fase en la que el código fuente se compila en un conjunto de instrucciones de máquina, y es en esta fase donde se suele emplear la optimización automatizada. Los programadores de ensambladores creen, sin embargo, que ninguna máquina, por perfecta que sea, puede hacerlo mejor que un programador experto (aunque todo el mundo está de acuerdo en que un mal programador lo hará mucho peor que un ordenador).