| 面向对象数值软件Trilinos-Epetra结构剖析与数值实例研究 |
| 张妮
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| 2006-06-05
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| 学位授予单位 | 中国科学院软件研究所
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| 学位 | 博士
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| 学位授予地点 | 软件研究所
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| 关键词 | 数值软件
并行计算
面向对象技术
Trilinos项目
软件集成
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| 摘要 | 伴随着计算技术的发展，在实际应用需求的推动下，数值计算得到了长足进步。数值软件尤其是并行数值软件是当前数值计算应用的关键环节。日益增多的大规模、复杂实际应用问题，对数值软件的无缝协作不断提出更高要求。建立一套普适的数值软件互操作机制，以促进各类数值软件的集成，并便利其设计、开发和维护，就具有重要意义和现实紧迫性。有针对性地使用和分析国内外一些优秀的数值软件，借鉴其宝贵经验，必将对实际数值应用程序开发产生积极影响。
Trilinos是美国能源部下属Sandia国家实验室的一个大型数值软件项目，受到数个官方研究计划的资助。其目标是构造一个灵活的软件框架，在此之上进行具有挑战性的各类大规模数值应用。
本文主要分析研究了Trilinos的设计思想、体系结构，接着从外在功能、设计特色和典型使用等角度，对其中的软件包进行逐一分析。Trilinos定义了一个线性代数对象模型，自动支持进程间通信，并作为各种软件包的构建基础和沟通载体，Epetra就是此模型当前比较成熟的实现。着重于基本线性代数包Epetra，剖析了其主要类层次结构，给出了相应的UML类图表示，进而较为详尽地讨论了其中核心类的功能、使用与设计实现等细节。最后使用典型测试数据进行数值实验，以探索其行之有效的使用模式。
在具有强大功能的同时，Trilinos的正确使用颇具难度，而充分发挥其性能优势更是不易。以此为着眼点，文中从普通用户角度出发，选取Matrix Market数据库中若干测试矩阵，以分布式并行系统的主要编程模型MPI为平台，调用Epetra、线性迭代解法器和图划分工具hMETIS进行具体实验，实现了顺利求解，并获得了相关性能数据。理论分析和数值实验展示了有效使用Trilinos的可能性，探索了Trilinos与其他软件工具包的联用能力，从而拉近了此优秀软件与实际数值应用之间的距离。 |
| 页数 | 71
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| 语种 | 中文
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| 内容类型 | 学位论文
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| URI标识 | http://ir.iscas.ac.cn/handle/311060/7152
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| 专题 | 中科院软件所_中科院软件所
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
张妮. 面向对象数值软件Trilinos-Epetra结构剖析与数值实例研究[D]. 软件研究所. 中国科学院软件研究所,2006.
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