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层次正交分解:稀疏平方矩阵。 (英语) Zbl 1482.65069号

总结:在这项工作中,我们开发了一种新的快速算法spaQR——稀疏QR——用于求解大型稀疏线性系统。我们方法的关键在于使用低阶近似来稀疏基于嵌套剖分的Householder QR分解中的分隔符。首先,使用一种改进的嵌套分解方法来识别顶点分隔符并对矩阵进行重新排序。然后,使用经典的Householder QR分解分隔符,从叶子到消除树的顶部。在每一级分隔符分解之后,我们使用低阶近似对所有剩余的分隔符进行稀疏化。此操作减少了分隔符的大小,而不会在矩阵中引入任何填充。然而,它引入了一个小的近似误差,可以由用户控制。得到的近似因子分解存储为稀疏正交因子和稀疏上三角因子的序列。因此,它可以有效地应用于求解线性系统。我们通过使用块对角线缩放进一步改进了算法。然后,我们对该算法在求解线性系统时的逼近误差和有效性进行了系统分析。最后,我们对基准非对称问题进行了数值测试,以评估算法的性能。分解时间刻度为\(mathcal{O}(N\log N)\),求解时间刻度为(mathcal{O}(N)\。

MSC公司:

65层50 稀疏矩阵的计算方法
65F08个 迭代方法的前置条件
65层25 数值线性代数中的正交化
65年20月 数值算法的复杂性和性能
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