Soustavy lineárních rovnic s hierarchickými maticemi řešené pomocí rozkladů

dc.contributorHozman Jiří, RNDr. Ph.D. : 60450
dc.contributor.advisorPlešinger Martin, doc. Ing. Ph.D. : 55532
dc.contributor.authorKošková, Barbora
dc.date.accessioned2020-11-27T05:33:52Z
dc.date.available2020-11-27T05:33:52Z
dc.date.committed2020-4-30
dc.date.defense2020-06-16
dc.date.issued2020-06-16
dc.date.submitted2019-2-21
dc.date.updated2020-6-19
dc.degree.levelMgr.
dc.description.abstractPři počítání praktických úloh např. z fyziky se často setkáváme s potřebouřešit soustavy rovnic s velkými řídkými maticemi. Tyto se mohou řešit klasicky např. pomocí iteračních metod, kdy matice soustavy zůstává po celou dobu výpočtu nezměněná a využívá se pouze jejího součinu s vektorem. Druhou možností jsou metody založené na rozkladech matic, kde je ovšem potřeba pracovat chytře se zaplněním matice v průběhu úprav. Moderní přístup k těmto metodám mohou zprostředkovat tzv. hierarchické formáty uložení matice.Tato diplomová práce si klade za cíl stručně zrekapitulovat základní manipulacis hierarchickými maticemi a ukázat jak lze řešit soustavu rovnic s takovoumaticí pomocí rozkladových metod. Zaměříme se zejména na Gaussovu eliminaci,přesněji řečeno na její variantu pro symetrickou pozitivně definitní matici, tzv. Choleského rozklad.cs
dc.description.abstractWhile dealing with practical real-world problems in, e.g., physics, it is often required to solve a large system of linear equations with a sparse matrix. Such linear problems can be solved in a classical way: By using iterative methods. In such methods, the matrix stays unchanged during the whole calculation, and it is employed repetitively only in evaluation matrix-vector products. The other way is represented by a bunch of methods based on matrix decompositions. During such decompositions, however, the matrix is changing and we have to use clever methods to avoid its ll-in with nonzeros. Hierarchical format for storing matrices is one of the modern approaches to do that. The goals of this diploma thesis are to summarize basic arithmetics of hierarchical matrices, and to show how to solve a linear system with such matrix by using decompositions. We focus in particular on the Gau ian elimination method, more speci cally, on its variant applicable to symmetric positive de nite matrices, socalled Cholesky decomposition. Finally, we also show how to employ hierarchical approach to explicitely assemble an inverse to a large sparse matrix.en
dc.description.mark
dc.format55
dc.format.extentIlustrace, Schémata, Grafy
dc.identifier.signatureV 202002382
dc.identifier.urihttps://dspace.tul.cz/handle/15240/158220
dc.language.isocs
dc.relation.isbasedonM. Bebendorf: Hierarchical Matrices, Edice Lecture notes in computational science and engineering (LCNSE) 63, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008. http://www.springer.com/la/book/9783540771463 http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-77147-0
dc.relation.isbasedonS. Börm: Efficient Numerical Methods for Non-local Operators: H^2-Matrix Compression, Algorithms and Analysis, Edice EMS Tracts in Mathematics 14, European Mathematical Society, Zürich, 2010. http://www.ems-ph.org/books/book.php?proj_nr=125
dc.relation.isbasedonS. Chandrasekaran, P. Dewilde, M. Gu, W. Lyons, T. Pals: A fast solver for HSS representations via sparse matrices, SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications, Volume 29, Number 1 (2006), pp. 67-81. (15 pages) http://epubs.siam.org/doi/abs/10.1137/050639028 http://dx.doi.org/10.1137/050639028
dc.relation.isbasedonG. H. Golub, C. F. Van Loan: Matrix Computations (Fourth Edition), Johns Hopkins University Press, Baltimore, MD, 2012. https://jhupbooks.press.jhu.edu/content/matrix-computations-0
dc.relation.isbasedonW. Hackbusch: Hierarchische Matrizen: Algorithmen und Analysis, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2009. http://www.springer.com/la/book/9783642002212 http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-00222-9
dc.relation.isbasedonS. Pauli: A numerical solver for Lyapunov equations based on the matrix sign function iteration in HSS arithmetic, Semester Thesis, SAM, ETH Zurich, 2010.
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26cs
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26en
dc.rights.urihttps://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.urihttps://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subjecthierarchická maticecs
dc.subjectsymetrická pozitivně de nitní matice; LU rozklad; Gaussovaeliminace; Choleského rozklad; maticové rovnicecs
dc.subjecthierarchical matrixen
dc.subjectsymmetric positive de nite matrixen
dc.subjectLU decompositionen
dc.subjectGaussianeliminationen
dc.subjectCholesky decompositionen
dc.subjectmatrix equationsen
dc.titleSoustavy lineárních rovnic s hierarchickými maticemi řešené pomocí rozkladůcs
dc.titleSystems of linear equations with hierarchical matrices and solved by decompostionsen
dc.typediplomová prácecs
local.degree.abbreviationNavazující
local.degree.disciplineAJ-M
local.degree.programmeMatematika
local.degree.programmeabbreviationN1101
local.department.abbreviationKMD
local.facultyFakulta přírodovědně-humanitní a pedagogickács
local.faculty.abbreviationFP
local.identifier.authorP18000569
local.identifier.stag39406
local.identifier.verbis
local.identifier.verbiskpw06669187
local.note.administratorsautomat
local.note.secrecyPovoleno ZverejnitPraci Povoleno ZverejnitPosudky
local.poradovecislo2382
Files
Original bundle
Now showing 1 - 4 of 4
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Koskova_Barbora_fin.pdf
Size:
658.33 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
DP_Koskova_posudek_vedouciho.pdf
Size:
325.77 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_vedouciho_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
DP_oponent_2020_BK.pdf
Size:
232.29 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_oponenta_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
DP_Koskova_prubeh.pdf
Size:
200.53 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Prubeh_obhajoby_VSKP