×

揭示高斯消去和CUP矩阵分解的秩分布。 (英语) Zbl 1329.65065号

摘要:将域上的矩阵转换为梯形,或将矩阵分解为揭示秩分布的结构化矩阵的乘积,是计算精确线性代数的基本组成部分。本文综述了文献中提出的这种分解和变换的著名变体。我们提出了一种计算矩阵CUP分解的算法,该算法改编自O.H.伊瓦拉等[J.算法3,45-56(1982;Zbl 0492.65024号)],和显示了从其他最常见的基于高斯消去的矩阵变换和分解到CUP分解的简化。通过研究时间和空间复杂度,我们讨论了CUP算法相对于其他现有算法的优势:渐近时间复杂度是秩敏感的,并且通过比较前导项的常数,基于CUP分解的矩阵不变量计算算法除一种情况外,始终至少同样好。我们还表明,CUP算法以及其他不变量的计算,例如使用CUP算法转换为简化的列梯队形式,都是可行的,例如,允许计算与输入矩阵在同一存储上的矩阵的逆。

MSC公司:

65平方英尺 线性系统和矩阵反演的直接数值方法
15A23型 矩阵的因式分解
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Aho,A。;霍普克罗夫特,J。;Ullman,J.,《计算机算法的设计与分析》(1974),Addison-Wesley·Zbl 0326.68005号
[2] Albrecht,M.R.,小域上均匀特征稠密线性代数的M4RIE库,(第37届符号与代数计算国际研讨会论文集(2012)),28-34·Zbl 1308.68155号
[4] 阿尔布雷希特,M.R。;巴德·G·V。;Pernet,C.,《有限域上使用两个元素的高效密集高斯消去法》(2011),网址:
[5] 安德森,E。;Bai,Z。;比肖夫,C。;南卡罗来纳州布莱克福德。;德梅尔,J。;Dongarra,J。;克罗兹,J.D。;格林鲍姆,A。;哈默林,S。;麦肯尼,A。;Sorensen,D.,《LAPACK用户指南》(1999),SIAM:SIAM Philadelphia,PA·兹比尔0934.65030
[6] Boyer,B。;杜马,J.G。;佩内特,C。;周伟,《Strassen-Winograd矩阵乘法算法的内存高效调度》,(符号与代数计算国际研讨会论文集,符号与代数运算国际研讨会论文集中,ISSAC,韩国首尔(2009),ACM),55-62·Zbl 1237.68252号
[7] 邦奇,J。;Hopcroft,J.,通过快速矩阵乘法进行三角因式分解和反演,计算数学,28231-236(1974)·Zbl 0276.15006号
[8] Bürgisser,B。;克劳森,C。;Shokrollahi,M.,代数复杂性理论,Grundlehren der mathematischen Wissenschaften,第315卷(1997),Springer-Verlag·Zbl 1087.68568号
[9] Carette,J.,《高斯消去:MetaOCaml有效泛型的案例研究》,《计算机编程科学》,62,3-24(2006),2004年第一届MetaOCam研讨会专刊·Zbl 1100.68130号
[10] Corless,R.M。;Jeffrey,D.J.,矩形矩阵的Turing因式分解,SIGSAM Bulletin,31,20-30(1997)
[11] Dongarra,J.J。;克罗兹,J.D。;哈默林,S。;Duff,I.S.,一组三级基本线性代数子程序,ACM数学软件汇刊,16,1-17(1990)·Zbl 0900.65115号
[12] 杜马,J.G。;戈蒂埃,T。;Pernet,C.,有限域线性代数子程序,(符号和代数计算国际研讨会论文集,符号和代数计算机国际研讨会论文集中,ISSAC,法国里尔(2002),ACM),63-74·Zbl 1072.68661号
[13] 杜马,J.G。;乔治·P。;Pernet,C.,字素数域上的稠密线性代数:FFLAS和FFPACK包,ACM数学软件汇刊,35,1-42(2008)
[14] Faugère,J.C.,计算Gröbner基(F4)的新高效算法,《纯粹与应用代数杂志》,139,61-88(1999)·Zbl 0930.68174号
[15] 冯·祖尔·盖森,J。;Gerhard,J.,《现代计算机代数》(2003),剑桥大学出版社·Zbl 1055.68168号
[16] Golub,G。;Van Loan,C.,《矩阵计算》(1996),约翰霍普金斯大学出版社·Zbl 0865.65009号
[17] Huss-Lederman,S。;雅各布森,E.M。;约翰逊·J·R。;曹,A。;Turnbull,T.,Strassen的矩阵乘法算法:建模分析与实现(1996),计算科学中心,CCS-TR-96-17
[18] O.伊巴拉。;莫兰,S。;Hui,R.,快速LUP矩阵分解算法及其应用的推广,《算法杂志》,3,45-56(1982)·Zbl 0492.65024号
[19] Jeannerod,C.P.,《重访LSP矩阵分解》(2006年),Inria-LIP,ENS de Lyon,研究报告2006-28
[20] Jeffrey,D.J.,不可逆矩阵的LU因子分解,SIGSAM公告,44,1-8(2010)·Zbl 1322.68284号
[21] Keller-Gehrig,W.,特征多项式的快速算法,理论计算机科学,36,309-317(1985)·Zbl 0565.68041号
[23] Schönhage,A.,Unitäre Transformationen großer Matrizen,Numeriche Mathematik,20409-417(1973年)·Zbl 0252.65031号
[24] Stein,W.,《模块化形式,计算方法》,《数学研究生》(2007),美国数学学会·2015年11月11日
[25] Storjohann,A.,矩阵规范形式的算法(2000),瑞士联邦理工学院,ETH-Zurich,博士论文
[26] Storjohann,A。;Mulders,T.,模N线性代数的快速算法,(Bilardi,Gianfranco;Italiano,Giuseppe F.;Pietracaprina,Andrea;Pucci,Geppino,《算法-ESA》98(1998),Springer),139-150·Zbl 0929.65019号
[27] 斯特拉森,V.,高斯消去不是最优的,数值数学,13,354-356(1969)·Zbl 0185.40101号
[29] LinBox Group,LinBox Library(版本1.2.1)(2011年)
[30] 图灵,A.,矩阵过程中的舍入误差,《力学和应用数学季刊》,1287-308(1948)·Zbl 0033.28501号
[31] Vassilevska Williams,V.,《矩阵乘法速度快于Coppersmith-Winograd》,(STOC’12(2012),ACM:ACM纽约,纽约,美国),887-898·Zbl 1286.65056号
[32] Winograd,S.,关于矩阵的乘法,线性代数及其应用,4,381-388(1971)·Zbl 0225.68018号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。