Skip to main content
SUPERVISOR
رضا مختاری (استاد راهنما) تورج نیک آزاد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masoud Rashidi Hosseinabadi
مسعود رشیدی حسین آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده ریاضی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Efficient Methods for Solving Large Nonsymmetric Linear Systems
One of the fundamental problems in science and engineering is finding the solution of linear system of equations. These systems arise very frequently in scientific computing, for example, from finite difference or finite element approximations to partial differential equations, as intermediate steps in computing the solution of nonlinear problems, or as subproblems in linear and nonlinear programming. From a practical point of view, for linear systems of small size, the standard approach is to use direct methods, such as Gaussian elimination. These algorithms obtain the solution of the system based on a factorization of the coefficient matrix of the system. However, the dimension of this problem has increased due to need for more accuracy and availability of more information provided by developments in different sciences; for example, it can be seen in systems arising from three-dimensional partial differential equations. The actual computation of the solution may, however, lead to severe complications, when carried out in finite precision and each arithmetic operation takes finite times. Direct approaches are prohibitive both in terms of storage requirements and computing time and then the only alternative is to use iterative algorithms. Even the case when the coefficient matrix is nonsingular, which is a trivial problem from a mathematical point of view, may become very complicated from a computational point of view, and may even turn out to be impossible. An explosion of activity spurred by extraordinary technological advances in science and engineering has been seen in the field of iterative methods. The past six decades have been particularly rich in new developments providing the availability of precious toolboxes of algorithms for solving large problems which arise in scientific and industrial computational models. Fortunately, the resulting systems usually have some special structure; sparsity is the most common case. Especially attractive are iterative methods that involve the coefficient matrix only in the form of matrix-vector products with the coefficient matrix itself or its Hermitian. Such schemes naturally exploit the special structure of large sparse linear systems. They are also well-suited for the solution of certain dense large systems for which matrix-vector products can be obtained cheaply. As a result, researches have focused on Krylov suace methods as variants of projection methods. The search for efficient Krylov methods for linear systems with a general coefficient matrix has been dominated by two different approaches, both of which are generalizations of conjugate gradient. In the first approach, the requirement of short recurrences is removed. The most popular member of this family is the method of generalized minimal residual. The second approach generalizes conjugate gradient using short recurrences. The archetype of this ltr"
یکی از اساسی ترین مسائل در علوم و مهندسی به دست آوردن جواب دستگاه خطی از معادلات است. نیاز به دقت بالاتر و دستیابی به اطلاعات بیشتر به دلیل پیشرفت علوم مختلف موجب افزایش ابعاد و در نتیجه مشکلات حل این مسئله شده است. محاسبه جواب هنگامی که در دقت متناهی و با تعداد متناهی از عملیات انجام می شود می تواند (از نقطه نظر عملی) بسیار پیچیده یا حتی غیرممکن شود. روش های سنتی کارایی از خود نشان نمی دهند و نیاز به روش های جدید با کارایی بالاتر احساس می شود. پیشرفت های بسیار فن آوری در علوم و مهندسی موجب افزایش چشم گیری در فعالیت های مربوط به روش های تکراری شده است. شش دهه اخیر غنی از پیشرفت ها و توسعه های بسیار است که منجر به فراهم شدن جعبه ابزارهای ارزشمند از الگوریتم ها برای حل مسائل بزرگی شده اند که در مدل های محاسباتی صنعتی و علمی پدیدار می شوند. روش های زیرفضای کریلف با تقسیم به دو دسته روش های با خاصیت بهینگی و روش های با بازگشت های کوتاه (و همچنین روش های ترکیب کننده این دو خاصیت) به عنوان گونه ای از روش های تصویر کارایی خوبی از خود نشان می دهند. تمرکز اصلی این پایان نامه روی برخی از مهم ترین واقعه ها در توسعه (نظری و عملی) روش های زیرفضای کریلف? به خصوص روش های با بازگشت های کوتاه و همچنین روش های ترکیب کننده دو خاصیت ذکرشده برای حل دستگاه های بزرگ با ماتریس ضرایب نامتقارن است. ابتدا تعریف کارایی یک الگوریتم و نکاتی در حل عددی مسائل با ابعاد بزرگ بیان می شود. پس از آن به بررسی نظریه روش های زیرفضای کریلف، تجزیه و تحلیل و پیاده سازی آن ها و سپس روش هایی با کارایی بیشتر استوار بر کاهش بعد القاشده و روش های ترکیبی گرادیان دومزدوج پرداخته می شود. در نهایت به وسیله آزمایش های عددی رفتار همگرایی و کارایی این الگوریتم ها نشان داده می شوند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی