Global optimization. An information-theoretic approach (Q2434722)

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Global optimization. An information-theoretic approach
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    Global optimization. An information-theoretic approach (English)
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    6 February 2014
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    Bekanntlich hat der Versuch, die Analogie von Gesetzen der Thermodynamik und Problemen der nichtlinearen Optimierung über Simulated Annealing für die Lösung globaler Optimierungsprobleme zu nutzen, nicht zu praktisch befriedigenden Verfahren geführt. In diesem Buch wird vor den Hintergrund der Existenz guter lokaler Optimierungsverfahren eine effektivere Alternative angeboten, formuliert im begrifflichen Rahmen der informationstheoretischen Interpretation der Thermodynamik geschlossener Partikelsysteme. Die Ausgangsidee ist im Grunde einfach: Beschränkung auf die Berechnung von Punkten, die so nah am globalen Optimum liegen, dass sie als Startpunkt für effektive lokale Verfahren dienen können. Die erste Hälfte des Buches ist der Zusammenfassung theoretische Grundlagen gewidmet: Lokale Optimierung, mathematische Informationstheorie, insbesondere der Begriff der Entropie, Thermodynamik geschlossener Systeme endlich vieler Moleküle aus informationstheoretischer Sicht, thermodynamisches Gleichgewicht als Optimierungsproblem, insbesondere unter der Annahme, dass die Moleküle stochastisch unabhängige Brownsche Bewegungen vollführen, schließlich Anwendung auf das Extremwertproblem für stetig differenzierbare Funktionen auf Kugeln im \(\mathbb{R}^n\). Im zweiten Teil des Buches werden darauf aufbauend explizite numerische Verfahren der globalen Optimierung bereitgestellt: Das semi-implizite Eulerverfahren ohne Nebenbedingungen und der Penalty-Ansatz mit Gleichungsnebenbedingungen sowie Gleichungs- und Ungleichungsnebenbedingungen. Die Verfahren sind so weit ausformuliert, dass sie unmittelbar implementiert werden können. Schließlich bietet das Buch einige sehr detailliert ausgearbeitete Beispiele. Im Fokus stehen dabei kommunikationstechnische und wirtschaftswissenschaftliche Anwendungen.
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    global optimization
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    entropy
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