Název: Numerické metody algebry Zkratka: NMA Typ: povinný Rozsah: 14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny laboratorních cvičení Způsob ukončení: zkouška Katedra: katedra modelování procesů FM TUL Přednášející: Doc. Ing. Zdeněk Strakoš, DrSc. (50%)
Doc. Ing. Miroslav Tůma, CSc. (50%)
Stručná anotace předmětu:Hlavní zaměření kurzu je na problémy numerické lineární algebry. Cílem je přiblížit nejdůležitější metody a analyzovat typické problémy soudobého numerického počítání. Student si osvojí znalosti principů efektivního a spolehlivého numerického počítání a efektivní implementace základních algoritmů numerické lineární algebry a získá všeobecný nadhled nad algebraickými jádry aplikačního programového vybavení. Student bude veden k poučenému používání moderních metod a programů, nikoliv k jejich vývoji a teoretické analýze (byť ani takové vyústění studia není u talentovaných jedinců vyloučeno). Vlastní obsah kurzu bude zasazen do širšího rámce vědecko-technických výpočtů a vhledu do problematiky počítání na paralelních architekturách.
Témata přednášek:Úvod a přehled potřebných znalostí z lineární algebry.
Ortogonální transformace a QR rozklady.
Řešení systémů lineárních rovnic: Eliminační algoritmy, LU a příbuzné rozklady.
Úloha nejmenších čtverců.
Singulární rozklad a SVD rozklad.
Nesymetrický problém vlastních čísel a QR algoritmus.
Lanczosova metoda, její vztah k ortogonálním polynomům a Gaussově kvadratuře. Arnoldiho metoda.
Metody Krylovovských podprostorů pro řešení systémů lineárních rovnic.
Předpodmínění, multigrid a metody využívající rozkladu na podoblasti (domain decomposition).
Rozsáhlé řídké úlohy - teoretická východiska, souvislosti a metody řešení.
Náplň cvičení:Cvičení budou založena na vytvoření základních představ o moderním aplikačním programovém vybavení. Budou navazovat na jednotlivá témata. Základem pro práci studentů budou elementární znalosti programového vybavení MATLAB, pro jehož zvládnutí bude vytvořen prostor.
Literatura:[1] Fiedler, M.: Speciální matice a jejich použití v numerické matematice, TKI, SNTL Praha, 1981.
[2] Watkins, D.S.: Fundamentals of Matrix Computations, J. Willey, New York, 1991
[3] Greenbaum, A.: Iterative Methods for Solving Linear Systems, SIAM, 1997.
[4] Demmel, J.W.: Applied Numerical Linear Algebra, SIAM, 1997.
[5] Trefethen, L.N., Bau, D.: Numerical Linear Algebra, SIAM, 1997.
Prerekvizity: -Navazující: -
Datum poslední změny: 13.12.2001