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Das CRAY-Handbuch des ZIB beschreibt nach einer grundlegenden bersicht detailliert die Handhabung von UNICOS-Dateien, die Verwendung von UNICOS-Kommandos und schließlich die (für Benutzer allein zugelassene) Ausführung von Batchjobs auf der CRAY. Neben der Erreichbarkeit der CRAY über das TCP/IP-Netz werden die Compiler FORTRAN, PASCAL und C beschrieben und schließlich auf die Optimierung der Rechenzeit ebenso wie auf die Fehlersuche eingegangen. Ein umfangreicher Anhang führt bereitgestellte Programmpakete, weiterführende Literatur, Zahlenbereiche und Zeichendarstellung an der CRAY auf.
Systems of polynomial equations often have symmetry. The Buchberger algorithm which may be used for the solution ignores this symmetry. It is restricted to moderate problems unless factorizing polynomials are found leading to several smaller systems. Therefore two methods are presented which use the symmetry to find factorizing polynomials, decompose the ideal and thus decrease the complexitiy of the system a lot. In a first approach projections determine factorizing polynomials as input for the solution process, if the group contains reflections with respect to a hyperplane. Two different ways are described for the symmetric group Sm and the dihedral group Dm. While for Sm subsystems are ignored if they have the same zeros modulo G as another subsystem, for the dihedral group Dm polynomials with more than two factors are generated with the help of the theory of linear representations and restrictions are used as well. These decomposition algorithms are independent of the finally used solution technique. We used the REDUCE package Groebner to solve examples from CAPRASSE, DEMARET and NOONBURG which illustrate the efficiency of our REDUCE program. A short introduction to the theory of linear representations is given. In a second approach problems of another class are transformed such that more factors are found during the computation; these transformations are based on the theory of linear representations. Examples illustrate these approaches. The range of solvable problems is enlarged significantly.
Newton methods for nonlinear problems are known to require the solution of a sequence of linear problems of the same type. For very large scale problems, as understood herein, the arising linear systems can only be solved by iterative methods. Then Newtons iteration appears as outer iteration. The question of interest will be to control the accuracy of the inner iteration such that the convergence speed of Newtons method is preserved. The purpose of the paper is to combine the concept of inexact Newton methods with the concept of the affine invariant exact Newton methods - which is important for problems with ill- conditioned Jacobian matrices (such as typical 2-D or 3-D discretized partial differential equations).
Implementierung von parallelen Versionen der Gleichungslöser EULEX und EULSIM auf Transputern.
(1990)
Im vorliegenden Bericht wird die Parallelisierung zweier numerischer Algorithmen zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungssysteme 1.Ordnung (explizite und semi-implizite Euler- Diskretisierung und $h$-Extrapolation) beschrieben. Implementiert wurden die Algorithmen mit OCCAM2 unter TDS (Transputer Development System) mit bis zu 4 Transputern T800. Meßwerte für die erreichten Beschleunigungen werden anhand mehrer Beispiele von Differentialgleichungs-systemen angegeben. {\bf Schlüsselwörter:} Adaptive, parallele Systeme; OCCAM2; Transputer; numerische Gleichungslöser; Euler-Diskretisierung; $h$-Extrapolation.
$G$-invariant cubature formulas for numerical integration over n-dimensional, $G$- invariant integration regions are computed symbolically. The nodes are the common zeros of some $d$-orthogonal polynomials which build an $H$-basis of an ideal. Approaches for these polynomials depending on parameters are made with the help of the theory of linear representations of a group $G$. This theory is also used for the effective computation of necessary conditions which determines the parameters. Another approach uses invariant theory and gröbner bases.
The hierarchical basis preconditioner and the recent preconditioner of BRAMBLE, PASCIAK and XU are derived and analyzed within a joint framework. This discussion elucidates the close relationship between both methods. Special care is devoted to highly nonuniform meshes; our theory is based exclusively on local properties like the shape regularity of the finite elements.
The solidification of an $ N $-component alloy is described by an initial boundary value problem for a system of degenerate parabolic equations modelling heat conduction and mass diffusion. Discretizing implicitly in time and by piecewise linear finite elements in the space variables, at each time step the solution of a system of quasivariational inequalities is required. For the numerical solution of that system, a multi-grid algorithm is developed by making use of game theoretic concepts and duality arguments from convex analysis. Finally, the efficiency of the algorithm is demonstrated by displaying numerical results for a ternary alloy.
Der folgende Bericht ist eine Ergänzung des ZIB Technical Report TR 88-05. Entsprechend wird hier nicht auf die grundsätzlichen Fragen der Parallelisierbarkeit des sequentiellen TRAPEX eingegangen. Diese sind im TR 88-5 erörtert, die dort beschriebenen Algorithmen (vertikale und horizontale Parallelisierung) werden auch für die Transputerarchitektur verwendet. Meßergebnisse sind im letzten Teil angefügt.
Die Parallelisierung eines vorhandenen sequentiellen Programmes erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß es auf Grund einer Analyse der Datenabhängigkeiten in mehrere parallel ausführbare Teile zerlegt wird, die ihrerseits sequentiell ablaufen und untereinander Daten austauschen. Eine parallele Programmiersprache sollte diese Vorgehensweise unterstützen, indem sie Sprachmittel zur Verfügung stellt, mittels derer sich die Modularisierung und Kommunikation bequem formulieren läßt. Nun läßt sich prinzipiell jede vorhandene sequentielle Programmiersprache um solche Konstrukte erweitern; günstiger in Hinblick auf die Strukturierung eines parallelen Programmes erscheint es aber möglicherweise, eine solche Programmiersprache zu verwenden, die die genannten Konzepte als elementare zur Verfügung stellt. Dies ist offensichtlich bei objektorientierten Programmiersprachen der Fall. Im vorliegenden Bericht wird an Hand eines Beispiels - TRAPEX -, das in POOL-T implementiert wurde, untersucht, inwieweit eine objektorientierte Sprache zur effektiven Programmierung eines numerischen Algorithmus geeignet ist. {\bf Key Words:} parallele objektorientierte Programmiersprache, Message Passing, Abstract Data Typing, Klassenhierarchi, Modul-Import-Mechanismus, Client/Server-Prinzip, Load Balancing, adaptive numerische Algorithmen, Ordnungs- und Schrittweitensteuerung, Romberg-Quadratur.
Der Bericht ist die Ausarbeitung eines Vortrages, der auf dem Transputer Anwender Treffen (TAT'89) im September 1989 gehalten wurde. Es wird die Parallelisierung und Implementierung eines adaptiven Algorithmus zur numerischen Integration (Romberg Quadratur) beschrieben. Ausgewählte Meßergebnisse sind enthalten. {\bf Keywords:} Numerischer Algorithmus, Romberg Quadratur, paralleler adaptiver Algorithmus, dynamische Lastverteilung und Prozessorzahl, lokaler Speicher, Nearest-Neighbour-Architektur, Transputer, TDS, OCCAM2.