北京科技大学;清华大学李建江获国家专利权
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龙图腾网获悉北京科技大学;清华大学申请的专利一种非结构化三角稀疏线性方程组的并行计算方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115455342B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211064417.5,技术领域涉及:G06F17/12;该发明授权一种非结构化三角稀疏线性方程组的并行计算方法及装置是由李建江;李琳;薛巍;王庆伟;梁佳碧;石金梁设计研发完成,并于2022-08-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种非结构化三角稀疏线性方程组的并行计算方法及装置在说明书摘要公布了:本发明提供了一种非结构化三角稀疏线性方程组的并行计算方法及装置,涉及高性能数值计算领域。包括:接收求解矩阵和右端向量,对求解矩阵的非零元按列存储;对求解矩阵进行预处理,根据分析结果自适应选择求解算法,开启多核并行处理;在本核的局部存储空间中开辟空间来存储求解所需的非零元信息、依赖关系和右端向量,以实现粗粒度访存;基于x向量的求解结果,与矩阵的非零元素进行相乘,利用所得到的结果对相应的右端向量进行更新,以解决数据依赖问题,设计合理通信方案,实现正确的粗粒度数据传输;基于计算流程和通信方案,按照水平级的顺序依次对矩阵块进行求解,直至非结构化线性方程组问题被完全正确的求解。
本发明授权一种非结构化三角稀疏线性方程组的并行计算方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种非结构化三角稀疏线性方程组的并行计算方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:接收求解矩阵和右端向量,对所述求解矩阵的非零元按列存储;对所述求解矩阵进行预处理,根据分析结果自适应选择求解算法,进行多核并行处理; S1中,自适应选择求解算法,包括: 根据稀疏矩阵的矩阵规模、非零元数目、水平级数目选择求解算法; 其中,根据矩阵规模、非零元数目选择使用计算核心数目,包括:M×N个计算核心; 当选择生产者消费者配对算法时,将M×N个计算核心分为M×N2个生产者和M×N2个消费者,生产者和消费者一一对应,全部计算核心资源均有通信和计算要求; 当选择生产者消费者融合算法时,每个计算核心不仅是生产者也是消费者,每个计算核心在向量x计算完成之后,进行中间结果计算并发送至对应计算核心,同时也需要接收其他计算核心所发送的中间结果进行自右端向量的更新,全部计算核心资源均有通信和计算要求;x是解向量未知数; S2:基于选择的求解算法,在计算核心的局部存储空间中开辟单独空间来存储求 S2中,粗粒度访存,包括: 在预处理阶段将每个计算核心计算向量x所需要的非零元坐标信息、依赖关系和右端向量按照水平级的顺序进行连续存储;当每个计算核心按照水平级的顺序依次计算,在计算每个矩阵块时将所需非零元坐标信息、依赖关系和右端向量分多次以粗粒度数据传输形式从主核传输到计算核心,针对x向量进行求解之后,再次通过粗粒度数据传输形式将向量x写回主存,实现数据的粗粒度传输; 解所需的非零元信息、依赖关系和右端向量,分多次以粗粒度数据传输形式从主核传输到计算核心,针对x向量进行求解之后,分多次通过粗粒度数据传输形式写回主核,进行粗粒度访存; S3:基于x向量的求解结果,与矩阵的非零元素进行相乘,利用得到的相乘结果对相应的右端向量进行更新,设计通信方案,进行粗粒度数据传输; S4:基于所述S1-S3的计算流程和通信方案,按照水平级的顺序依次对矩阵块进行求解,完成非结构化线性方程组问题的求解。
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