Безошибочное решение систем линейных алгебраических уравнений
Автор: Панюков Анатолий Васильевич, Германенко Максим Игоревич
Рубрика: Математика
Статья в выпуске: 10 (143), 2009 года.
Бесплатный доступ
В статье приведены теоретические и экспериментальные результаты по применению безошибочных вычислений для решения систем линейных алгебраических уравнений. В частности показано, что вычислительная битовая сложность решения систем линейных алгебраических уравнений с невырожденной матрицей не превышает О(fn), а вычислительная сложность нахождения нормального псевдорешения системы линейных алгебраических уравнений не превышает О(15log21), где / - число бит требуемых для представления исходных данных. Для уменьшения времени, требуемого для решения данной задачи целесообразно использовать параллельные вычисления. Показано, что при этом осуществляется ускорение в N раз, где N - число компьютеров, на которых решается задача.
Безошибочные дробно-рациональные вычисления, система линейных алгебраических уравнений, псевдообращение матриц, параллельные вычисления, вычислительная сложность
Короткий адрес: https://sciup.org/147158608
IDR: 147158608 | УДК: 681.3.057:
Exact solving of a linear equations set
Theoretical and experimental results of application of exact computation for solving of linear algebraic equations are presented in the paper. In particular it is demonstrated that computational bit complexity of solving of a linear algebraic equations set with non-degenerate matrix are not exceeding 0(1 7/2), and computational bit complexity of computing of normal pseudo solution are not exceeding 0(15log2I), where / is bit volume of input data. For computational speedup it is reasonably to use multiprocessing. It is illustrated that computational speedup for considered problems under of exact computation equal to number of processors.
Список литературы Безошибочное решение систем линейных алгебраических уравнений
- Вержбицкий, В.М. Численные методы (линейная алгебра и нелинейные уравнения): учеб. пособие для вузов/В.М. Вержбицкий -М.: Высшая школа, 2000.
- Воеводин, В.В. Ошибки округлений и устойчивость в прямых методах линейной алгебры/В. В. Воеводин -М.: Наука, 1969.
- Панюков, A.B. Распараллеливание алгоритмов решения систем линейных алгебраических уравнений с применением вычислений без округлений/A.B. Панюков, М.И. Германенко, В.В. Горбик//Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2007)/г. Челябинск, 29 января -2 февраля 2007 г. -Т. 2. -С. 238-249.
- Панюков, A.B. Параллельные алгоритмы безошибочного вычисления матрицы Мура-Пенроуза/A.B. Панюков, М.И. Германенко//Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2008): Труды международной научной конференции (Санкт-Петербург, 28 января -1 февраля 2008 г.).-С. 215-223.
- Тан, К.Ш. Символьный С++: Введение в компьютерную алгебру с использованием объ-ектно-ориентрованного программирования/К.Ш. Тан, В.-Х. Стиб, Й. Харда. -М.: Мир, 2001. -662 с.
- Официальный сайт библиотеки GMP (http://www.gmplib.org).
- Свидетельство РосАПО № 990486 «Класс overlong»/A.B. Панюков, М.М. Силаев.
- Свидетельство РосАПО № 990607 «Класс rational»/A.B. Панюков, М.М. Силаев, М.И. Германенко.
- Панюков, A.B. Сложность нахождения гарантированной оценки решения приближенно заданной системы линейных алгебраических уравнений/A.B. Панюков, М.И. Германенко//Изв. Челябинского научного центра. -2000 -№ 4(9). -С. 13-17. -http://www.sci.urc.ac.ru/news/2000_3
- Кнут, Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 2: Получисленные алгоритмы/Д. Кнут; пер. с англ. -М.: Мир, 1977.
- И.Максимов, В.П. Арифметика рациональных чисел и компьютерное исследование интегральных уравнений/В.П. Максимов -Соросовский образовательный журнал. -1999. -№ 3.
- Люстерник, Л.А. Элементы функционального анализа/Л.А. Люстерник, В.И. Соболев. -М.: Наука. -1965.
- Шпаковский, Г.И. Программирование для многопроцессорных систем в стандарте MPI/Г.И. Шпаковский, Н.В. Серикова. -Минск: БГУ, 2002.