Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Paralelní numerické knihovny

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 9600-1011/01
Zkratka PNK
Název předmětu česky Paralelní numerické knihovny
Název předmětu anglicky Parallel Numerical Libraries
Kreditů 6
Garantující katedra IT4Innovations
Garant předmětu doc. Mgr. Vít Vondrák, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Úvod do programovacího jazyka FORTRAN
2. Sady nástrojů pro numerické výpočty
o Trilinos, Eigen, Armadillo, MKL
o PETSc a nadstavby (SLEPc, TAO, libMesh, Deal.II, FEniCS)
3. Specifikace BLAS (Basic linear algebra subroutines)
o existující implementace (ATLAS, GotoBLAS, MKL, CUBLAS)
4. Metody pro řešení hustých soustav lineárních rovnic
o uložení hustých matic
o blokování pro efektivní využití vyrovnávací paměti procesoru
o řešení soustav s indefinitní nebo singulární maticí
o stabilizace pomocí pivotizace a metody RBT (Random Butterfly Transformation)
o existující implementace (LINPACK, LAPACK, ScaLAPACK, MKL, CULA, PLASMA, MAGMA)
5. Metody pro řešení rozsáhlých řídkých soustav lineárních rovnic
o uložení řídkých matic (CSR, CSC, …)
o přeuspořádání pro zachování řídkosti
o grafové metody (METIS a spol.)
o multifrontální metoda
o supernodální metoda
o existující implementace (MUMPS, SuperLU, PaStiX, PARDISO)
6. Metody pro řešení rozsáhlých úloh vlastních čísel
o QR rozklad, souvislost s Choleského rozkladem
o spektrální a SVD rozklad
o iterační metody
o existující implementace (např. ARPACK, BLOPEX, FEAST, MKL)
7. Metody předpodmínění, doménové dekompozice a multigrid
o existující implementace (Hypre, Trilinos, PETSc)
8. Metody diskretizace v kontextu HPC
o FDM, FEM
o existující implementace (libMesh, Deal.II, FEniCS)

Povinná literatura

1. Gene H. Golub and Charles F. Van Loan, Matrix Computations (Johns Hopkins Studies in the Mathematical Sciences), Dec 27, 2012
2. Manuály k jednotlivým probíraným paralelním numerickým knihovnám.

Doporučená literatura

Další vhodné zdroje dostupné na internetu.