Intelligent Parallel Iterative Methods for Solving Linear Systems of Equations with Large Sparse Matrices

대형 스파스 행렬로 표현되는 선형시스템 방정식의 해를 구하기 위한 지능적 병렬 반복법

  • 채수환 (한국항공대학교 항공전자정보통신공학부) ;
  • 김명규 (한국항공대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2009.01.09
  • Accepted : 2009.02.28
  • Published : 2009.02.28

Abstract

The demand for high performance computer grows to solve large linear systems of equations in such engineering fields - circuit simulation for VLSI design, image processing, structural engineering, aerodynamics, etc. Many various parallel processing systems have been proposed and manufactured to satisfy the demand. The properties of linear system determine what algorithm is proper to solve the problem. Direct methods or iterative methods can be used for solving the problem. In this paper, an intelligent parallel iterative method for solving linear systems of equations with large sparse matrices is proposed and its efficiency is proved through simulation.

VLSI 설계를 위한 회로 시뮬레이션, 영상처리, 구조 공학, 항공역학 등 공학 분야에서 대형 선형시스템 방정식의 해를 구하기 위해 고성능 컴퓨터에 대한 요구가 증가되고 있다. 이런 요구를 충족하기 위해 많은 다양한 병렬처리시스템이 제안되고 제작되고 있다. 선형시스템의 특성에 따라 그 해를 구하기 위한 적절한 알고리즘이 필요하다. 선형시스템 방정식의 해를 구하기 위해 여러 가지 직접법, 반복법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 대형 스파스 행렬 형태를 가진 선형시스템 방정식의 해를 구하기 위해 지능적인 병렬반복법을 제안하고 효율성을 시뮬레이션에 의해 증명하였다.

Keywords

References

  1. D.E. Culler and J. P. Singh Parallel Computer Architecture, Morgan Kofmann, 1999.
  2. E. Hagersten and G. Papadopoulus, "Parallel computing in the commercial marketplace: research and innovation at work," Proceeding of the IEEE, pp. 405-410, March, 1999.
  3. E. T. Chong, B. Lim, R. Bianchini, and J. A. Argarwal "Application performance on the MIT Alewife machine," Computers, pp.57-64, Dec. 1996.
  4. K. Hwang, "Advanced parallel processing with supercomputer architecture," Proceeding of the IEEE, pp.1348-1378, Oct. 1987.
  5. P. Srini, "An Architectural comparison of dataflow systems," Computers, pp. 66-88 March, 1985.
  6. T. Opsahl and D. Parkinson, "An algorithm for solving sparse sets of linear equations with almost tridiagonal structure on SIMD computers," Proceeding International Conf. Parallel Processing, pp. 369-374, 1986.
  7. G. R. Rao, "A pipelined solution method of tridiagonal linear equation systems," Proceeding International Conf. Parallel Processing, pp. 84-91, 1986.
  8. T. Dehn, M. Eiermann, K. Giebermann, and V. Sperling, "Structured sparse matrix-vector multiplication on massively parallel SIMD architectures," Parallel Computing, 1987-1895. Dec. 1995.
  9. R. L. Burden and J. D. Faires, Numerical Analysis, Brooks/Cole Thomson Learning Inc., 2001.
  10. L. H. Jamieson, D. B. Gannon, and R. J. Douglass The Characteristics of Parallel Algorithms, MIT Press, 1987.