Рубрика «оптимизация» - 21

Введение

Ввиду того, что при решении задач оптимизации, дифференциальных игр, и в 2D и 3D расчётах, а вернее при написании софта, который проводит вычисления для их решения одними из наиболее часто выполняемых операций являются векторно-матричные преобразования типа $aX+bY$, где $a,b$ — скалярные значения, $X, Yin R^n$ — вектора или матрицы размерности $R^{ntimes m}$.
Собственно вот такие:
image
(источник).

Так, чтобы не углубляться в теорию оптимизации за примерами достаточно вспомнить формулу численного интегрирования Рунге-Кутты четвёртого порядка:

$Y_{n+1}=Y_n+frac{h}{6}(k_1 + 2 k_2 + 2 k_3+k_4),$

где $Y_i$ — очередное значение интегрируемой функции $f(t,Y)$ $h$ — шаг метода, а $k_i$, $i=1..4$ — значения интегрируемой функции в некоторых промежуточных точках — в общем случае векторах.

Как можно заметить основную массу математических операций как для векторов, так и для матриц составляют:

  • сложение и вычитание — более быстрые;
  • умножение и деление — более медленные.

О сложности вычислений хорошо написано в соответствующем курсе МФТИ.

Помимо этого, довольно существенные расходы при реализации векторных вычислений приходятся на операции управления памятью — создание и уничтожение массивов представляющих собой матрицы и вектора.

Соответственно есть смысл заняться снижением количества операций привносящих наибольшую сложность — умножения (математика) и операции управления памятью (алгоритмика).

Читать полностью »

Публикую предпоследнюю часть разбора с третьей задачей. До этого выходил разбор первой задачи и второй задачи.

Код к третьей задаче:

    public static double compute(
            double x1, double y1, double z1,
            double x2, double y2, double z2) {
        double x = y1 * z2 - z1 * y2;
        double y = z1 * x2 - x1 * z2;
        double z = x1 * y2 - y1 * x2;
        return x * x + y * y + z * z;
    }

    public static double compute(
            double x1, double y1, double z1,
            double x2, double y2, double z2) {
        Vector v1 = new Vector(x1, y1, z1);
        Vector v2 = new Vector(x2, y2, z2);
        return v1.crossProduct(v2).squared();
    }

    public final static class Vector {
        private final double x, y, z;

        public Vector(double x, double y, double z) {
            this.x = x; this.y = y; this.z = z;
        }

        public double squared() {
            return x * x + y * y + z * z;
        }

        public Vector crossProduct(Vector v) {
            return new Vector(
                    y * v.z - z * v.y,
                    z * v.x - x * v.z,
                    x * v.y - y * v.x);
        }
    }

Условие (упрощённо):

Определить, какие методы быстрые, а какие — медленные (JRE 1.8.0_161).

Читать полностью »

Профилирование: оптимизация - 1

Это вторая статья из серии статей об оптимизации кода. Из первой мы узнали, как находить и анализировать узкие места в коде, снижающие производительность. Мы предположили, что главная проблема в примере — медленное обращение к памяти. В этой статье рассмотрим, как снизить расходы при работе с памятью, а следовательно, и увеличить скорость программы.

Читать полностью »

По некоторым данным глобальный облачный трафик к 2021 г. достигнет 95% совокупного трафика ЦОД. Экономическая ситуация, а также закон о хранении персональных данных российских граждан на территории РФ стимулирует развитие и отечественных дата-центров, рост бизнеса облачных провайдеров. Многие наши компании, тем временем, находятся только в самом начале пути и быстро теряются в многообразии различных технических возможностей. С одной стороны, они понимают, что облачные решения и корпоративная мобильность поддержат их бизнес без лишних затрат. С другой стороны, они беспокоятся о защите данных, что тоже правильно. Как использовать технологии безопасно и эффективно — рассказываю в своём пробном материале. Прошу к чтению!

Что двигает ИТ в бизнесе: трамплины и препятствия - 1Читать полностью »

Почему программистам нужны ограничения - 1

Мы родились в культуре с девизом «Никаких границ» или «Раздвигай границы», но на самом деле границы нам нужны. С ними мы становимся лучше, но это должны быть правильные границы.

Цензура ради качественной музыки

Почему программистам нужны ограничения - 2

Когда перед нами встают внешние ограничения того, что можно сказать в песне, книге или фильме, то для передачи нужного смысла авторы должны использовать метафоры.
Читать полностью »

Перевод статьи Christopher Pitt.

PHP разработчикам не так уж часто приходится следить за расходом памяти в своих приложениях. Сам движок PHP неплохо подчищает мусор за нами, да и модель веб-сервера с контекстом исполнения, "умирающим" после выполнения каждого запроса, позволяет даже самому плохому коду не создавать больших долгих проблем.

Однако, в некоторых ситуациях, мы можем столкнуться с проблемами нехватки оперативной памяти — например, пытаясь запустить композер на маленьком VPS, или при открытии большого файла на сервере не богатом ресурсами.

Fragmented terrain

Последняя проблема и будет рассмотрена в этом уроке.

Читать полностью »

Решение задачи оптимизации многоступенчатых ракет - 1

Введение

Методы нелинейной оптимизации широко применяются при проектировании машин и механизмов. Указанные методы применяются и в ракетостроении, например, для оптимизации многоступенчатых ракет [1].

Многоступенчатая ракета — это аппарат, в котором части конструкции отделяются во время полета, придавая оставшейся части ракеты дополнительную скорость. Трёхступенчатая ракета схематически показана на рисунке.

Решение задачи оптимизации многоступенчатых ракет - 2

По мере движения ракеты, ступени отделяются до тех пор, пока не останется главная часть ракеты, несущая полезную нагрузку. Задача оптимизации ракеты состоит в таком распределении веса по ступеням, при котором определенная целевая функция достигает максимального либо минимального значения.

Мы рассмотрим две задачи в предположении, что коэффициент Решение задачи оптимизации многоступенчатых ракет - 3 и скорость реактивной струи Cn постоянны на каждой ступени, однако на разных ступенях могут принимать различные значения. В обеих задачах в качестве целевой функции принят коэффициент полезной нагрузки ракеты G, который необходимо минимизировать.

Характеристики многоступенчатой ракеты можно описать двумя уравнениями. Первое уравнение для коэффициента полезной нагрузки ракеты:

Решение задачи оптимизации многоступенчатых ракет - 4

где: W1– полезный вес ракеты ;WN –начальный вес ракеты до отделения ступеней.
Читать полностью »

Apache Kafka и миллионы сообщений в секунду - 1

Мы в компании любим и уважаем Apache Kafka, и в ознаменование выхода ее недавнего обновления я решил подготовить статью про ее производительность. А еще рассказать немного про то, как выжать из нее максимум.
Читать полностью »

Введение

На финансовом рынке обращается, как правило, несколько типов ценных бумаг: государственные ценные бумаги, муниципальные облигации, корпоративные акции и т.п.

Если у участника рынка есть свободные деньги, то их можно отнести в банк и получать проценты или купить на них ценные бумаги и получать дополнительный доход. Но в какой банк отнести? Какие ценные бумаги купить?

Ценные бумаги с низкими рисками, как правило, малодоходны, а высокодоходные, как правило, более рискованны. Экономическая наука может дать некоторые рекомендации для решения этого вопроса, но для этого необходимо иметь соответствующие программные средства, желательно с простым интерфейсом и бесплатные.

Программные средства для анализа портфелей ценных бумах должны работать с матрицами доходности и решать задачи нелинейного программирования с ограничениями в виде строгих и нестрогих неравенств. Символьное решение на Python некоторых типов задач нелинейного программирования мною уже рассматривалось в публикации [1]. Однако, применить предложенные в указанной публикации методы для анализа портфеля ценных бумаг нельзя из-за ограничений в виде строгих неравенств.

Целью настоящей публикации является разработка методов оптимизации портфелей ценных бумаг с использованием библиотеки scipy.optimize. Пришлось исследовать и применить при программировании такие мало известные возможности указанной библиотеки, как введение дополнительных ограничений в функцию цели [2].
Читать полностью »

Сегодня мы снова поговорим о конверсиях. А именно о доказательствах того, что при определенных предположениях о зависимости между ценой клика ($CPC$)  и установленной ставкой ($BID$), а также о зависимости между $CPC$ и количеством кликов ($CL$), для стратегии оптимизации «максимум конверсий при фиксированной целевой стоимости конверсии (например, $X$)», оптимальная ставка по ключевой фразе пропорциональна произведению коэффициента конверсии по фразе ($CR$) на целевую стоимость конверсии $X$, то есть:

$BID sim CR*X.$

Само по себе правило оптимизации:

$BID=CR*X$

Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js