[ < ] [ globale Übersicht ] [ Kapitelübersicht ] [ Stichwortsuche ] [ > ]

9.13 Programme aus Softwarebibliotheken


IMSL-Softwarebibliotheken NAG-Softwarebibliotheken Harwell-Bibliothek

Hier sind die Teile der großen Softwarebibliotheken angegeben die sich mit linearen Gliechungssystemen mit schwach besetzter Koeffizientenmatrix beschäftigen .

IMSL-Softwarebibliotheken

Diese Pakete verwenden das COO-Format zur Speicherung der verwendeten Matrizen . Für Koeffizientenmatrizen mit allgemeiner Besetztheitsstruktur gibt es hier folgende Möglichkeit . Die eine ist das System mit IMSL/MATH-LIBRARY/lftxg eine LU-Zerlegung durchzuführen und dann mit IMSL/MATH-LIBRARY/lfsxg das System zu lösen . Das wird vom Programm IMSL/MATH-LIBRARY/lslxg gemacht, das die beiden vorher genannten Programme mit den entsprechenden Parametern aufruft .
IMSL/MATH-LIBRARY/lftxg verwendet hierbei ein direktes Lösungsverfahren, bei dem der Benutzer durch Setzen verschiedener Paramter Einfluß auf das Verfahren nehmen kann .
Es werden auch Programme für die Lösung von Gleichungssystemen mit komplexer Koeffizientenmatrix angeboten . Dabei ist hier im Programmnamen statt dem x ein z einzusetzen .
Für positiv definite, symmetrische Koeffizientenmatrizen steht ein direktes Vefahren zur Verfügung, das sich der Cholesky-Zerlegung bedient . Dabei wird die Zerlegung durch IMSL/MATH-LIBRARY/lscxd zunächst symbolisch durchgeführt, was die anschließende numerische Lösung durch IMSL/MATH-LIBRARY/lnfxd besonders effizient macht . Dazu kommt noch das für Matrizen mit gleicher Besetztheitsstruktur nur eine Zerlegung benötigt . Hat man die Cholesky-Faktoren und eine gegebene rechte Seite so kann man mit IMSL/MATH-LIBRARY/lfsxd die Lösung des Gleichungssystems berechnen . Das Programm IMSL/MATH-LIBRARY/lslxd führt für eine gegebene Koeffizientenmatrix und eine rechte Seite alle für eine Lösung benötigten Unterprogramme aus .
Ferner gibt es für postiv definite, symmetrische Systemmatrizen noch das Programm IMSL/MATH-LIBRARY/pcgrc . Dieses Programm implementiert ein vorkonditioniertes CG-Verfahren . Dieses Programm ist jedoch in der Verwendung der Vorkonditionierung sehr umständlich weshalb eher das Programm IMSL/MATH-LIBRARY/jcgrc verwendet werden sollte, das automatisch eine Jacobi-Vorkonditionierung durchführt .

NAG-Softwarebibliotheken

Hier gibt es zunächst das Programm NAG/f01brf . Dieses führt eine LU-Zerlegung einer im COO-Formar angegebenen Matrix durch . Die so ermittelte Pivotfolge kann dann dem Programm NAG/f01bsf übergeben werden . Dieses Programm kann dadurch Matrizen mit ähnlicher Besetztheitsstruktur faktorisieren . Durch diese Faktorisierung kann mit dem Programm NAG/f04axf dann das lineare Gleichungssystem für eine einzelne rechte Seite gelöst werden .
Die NAG-Softwarebibliotheken bieten aber auch iterative Verfahren an . Dies geschieht durch das Programm NAG/f04qaf . Diese Programm implementiert den Lanczos-Algorithmus . Zu beachten ist hierbei, daß die Systemmatrix hier nicht direkt übergeben wird, sondern, das der Benutzer ein Unterprogramm zur Matrix-Vektor-Multiplikation zur Verfügung stellen muß .
Für postiv definite, symmetrische Matrozen bietet die NAG-Bibliothek das Programm NAG/f01maf an das eine unvollständige Cholesky-Zerlegung durchführt, deren resultierende Matrizen dann wahlweise als links- oder rechtsvorkonditionierte Matrizen dem Programm NAG/f04maf übergeben werden können, das dann ein CG-Verfahren implementiert .
Für symmetrische Matrizen steht in dieser Biblothek das Programm NAG/f04mbf zur Verfügung, das ein SYMMLQ-Verfahren implementiert . Die Matrizen werden hierbei vom Benutzer in Form von Unterprogrammen zur Verfügung gestellt, die die Gleichung Mz=r lösen, und die MAtrix-Vektor-Multiplikation lösen .

Harwell-Bibliothek

Die Harwell-Bibliothek, die vor allem von I.S. Duff entwickelt wurde, stellt sehr effizient Programme zur Lösung von linearen Gleichungssystemen mit schwach besetzter Koeffizientenmatrix zur Verfügung . Die hier enthaltenen Algorithmen sind aufgrund ihrer Effizienz oft einfach in andere Softwarebibliotheken übernommen worden . Es stehen Verfahren zur Lösung von Systemen mit postiv definiter, indefiniter symmetrischer oder unsymmetrischer Matrizen zur Verfügung . Ferner bietet die Bibliothek noch die Lösung von Ausgleichsproblemen an . Für Fragen und Bestellwünsche kann eine E-Mail geschickt werden . In der NETLIB sind im Verzeichnis harwell einige ältere Programme aus dieser Bibliothek enthalten . Es soll aber nicht verschwiegen werden, daß die neueren Versionen dieser Programme oft auch effizientere Algorithmen implementieren .


[ < ] [ globale Übersicht ] [ Kapitelübersicht ] [ Stichwortsuche ] [ > ]