Matematyczne ilości flopów funkcji odwrotnej zastępczych na podstawie kolumn ( Julia )

0

Pytanie

Jestem nowy w liniowej, algebry i studiuję trójkątne systemu, realizowane w Julii Lang. Mam funkcja col_bs (), którą pokażę tutaj, do której muszę wykonać matematyczne liczenie flopów. Nie musi to być super-technicznych, to dla celów dydaktycznych. Próbowałem rozbić funkcję na wewnętrzny cykl i i zewnętrzny cykl j. Między nimi trwa liczenie każdego FLOPA , który, jak przypuszczam, jest bezużyteczny, tak jak stałe zazwyczaj i tak są odrzucane.

Wiem też, że odpowiedź musi być N^2, tak jak jest to odwrotna wersja algorytmu prostej wymiany, która wynosi N^2 porażek. Starałem się ze wszystkich sił starał się wyprowadzić to liczba N^2, ale gdy próbowałem, udało mi się dziwne ilość Nj. Postaram się wykonać całą wykonaną przeze mnie pracę! Dziękuję wszystkim, którzy pomagają.

function col_bs(U, b)


n = length(b)
x = copy(b)

for j = n:-1:2
    if U[j,j] == 0
        error("Error: Matrix U is singular.")
    end
        x[j] = x[j]/U[j,j] 
        
        for i=1:j-1
        x[i] = x[i] - x[j] * U[i , j ]
        end
end

x[1] = x[1]/U[1,1]
 

return x
end

1: To start 2 flops for the addition and multiplication x[i] - x[j] * U[i , j ]

The $i$ loop does: $$ \sum_{i=1}^{j-1} 2$$

2: 1 flop for the division $$ x[j]  / = U[j,j] $$
3: Inside the for $j$ loop in total does: $$ 1 + \sum_{i=1}^{j-1} 2$$
4:The $j$ loop itself does:$$\sum_{j=2}^n ( 1 + \sum_{i=1}^{j-1} 2)) $$
5: Then one final flop for $$  x[1] = x[1]/U[1,1].$$

6: Finally we have 
$$\\ 1 + (\sum_{j=2}^n ( 1 + \sum_{i=1}^{j-1} 2))) .$$

Which we can now break down.

If we distribute and simplify
$$\\ 1 + (\sum_{j=2}^n + \sum_{j=2}^n \sum_{i=1}^{j-1} 2) .$$

We can look at only the significant variables and ignore constants,

$$\\
  \\ 1 + (n + n(j-1)) 
  \\ n + nj - n
  \\ nj
$$

Co to oznacza, że jeśli zlekceważymy stałe, to największe prawdopodobieństwo awarii dla tej formuły wyniesie $n$ ( co może być aluzją na to, co jest nie tak z moją funkcją, ponieważ ona musi być $n^2$, jak i pozostałe nasze trójkątne systemu, chyba)

Function picture

Proof picture 1

Proof picture 2 and conclusion

1

Najlepsza odpowiedź

2

Zmniejsz swój kod do tej formy:

for j = n:-1:2
   ...
   for i = 1:j-1
      ... do k FLOPs
   end
end

Wewnętrzny cykl trwa k*(j-1) плюхи. W ten sposób cena zewnętrznego obwodu wynosi

\sum_{j=2}^n k (j-1)

Tak jak ty wiesz, że j <= nwiesz, że ta kwota jest mniejsza niż (n-1)^2 to wystarczy dla dużej O.

W rzeczywistości, jednakże, należy również być w stanie zrozumieć, że

\sum_{j=1}^n j = n (n+1) / 2

2021-11-16 07:23:40

W innych językach

Ta strona jest w innych językach

Русский
..................................................................................................................
Italiano
..................................................................................................................
Română
..................................................................................................................
한국어
..................................................................................................................
हिन्दी
..................................................................................................................
Français
..................................................................................................................
Türk
..................................................................................................................
Česk
..................................................................................................................
Português
..................................................................................................................
ไทย
..................................................................................................................
中文
..................................................................................................................
Español
..................................................................................................................
Slovenský
..................................................................................................................