Computational Science

Fragen und Antworten für Wissenschaftler, die Computer verwenden, um wissenschaftliche Probleme zu lösen

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Welche Tools oder Ansätze stehen zur Verfügung, um den in Python geschriebenen Code zu beschleunigen?
Hintergrund: Ich denke, ich möchte vielleicht einen Code portieren, der Matrix-Exponentialvektor-Produkte mit einer Krylov-Subspace-Methode von MATLAB nach Python berechnet. (Insbesondere die expmvp- Funktion von Jitse Niesen , bei der ein in diesem Artikel beschriebener Algorithmus verwendet wird .) Ich weiß jedoch, dass ich nur Funktionen aus Modulen verwende, die aus …
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Gute Beispiele für „zwei sind einfach, drei sind schwer“ in den Computerwissenschaften
Ich bin kürzlich auf eine Formulierung des Meta-Phänomens gestoßen : " Zwei ist einfach, drei ist schwer " (so formuliert von Federico Poloni), die sich wie folgt beschreiben lässt: Wenn ein bestimmtes Problem für zwei Entitäten formuliert wird, ist es relativ einfach zu lösen. Ein Algorithmus für eine Drei-Entitäten-Formulierung erhöht …
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Was ist eine gute Möglichkeit, Parameterstudien in C ++ durchzuführen?
Das Problem Ich arbeite derzeit an einer Finite-Elemente-Navier-Stokes-Simulation und möchte die Auswirkungen einer Vielzahl von Parametern untersuchen. Einige Parameter werden in einer Eingabedatei oder über eine Befehlszeile angegeben. Andere Parameter werden als Flags in einem Makefile bereitgestellt, sodass mein Code immer dann neu kompiliert werden muss, wenn ich diese Optionen …
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Welche Funktionen benötigen Benutzer von einer MPI C ++ - Schnittstelle?
In der Version 3.0 des MPI-Standards wurde die C ++ - Schnittstelle formal gelöscht (sie war zuvor veraltet). Während Implementierungen dies möglicherweise weiterhin unterstützen, ist für die in MPI-3 neueren Funktionen keine C ++ - Schnittstelle im MPI-Standard definiert. Weitere Informationen finden Sie unter http://blogs.cisco.com/performance/the-mpi-c-bindings-what-happened-and-why/ . Die Motivation zum Entfernen …
28 c++  mpi 
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Was ist der schnellste Weg, um den größten Eigenwert einer allgemeinen Matrix zu berechnen?
EDIT: Ich teste, ob irgendwelche Eigenwerte eine Größe von eins oder mehr haben. Ich muss den größten absoluten Eigenwert einer großen, spärlichen, nicht symmetrischen Matrix finden. Ich habe die R- eigen()Funktion verwendet, die den QR-Algo von entweder EISPACK oder LAPACK verwendet, um alle Eigenwerte zu finden, und dann benutze ich …
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Mit dem Inversen einer positiv bestimmten symmetrischen (Kovarianz-) Matrix umgehen?
In der Statistik und ihren verschiedenen Anwendungen berechnen wir häufig die Kovarianzmatrix , die (in den betrachteten Fällen) positiv bestimmt und für verschiedene Verwendungen symmetrisch ist. Manchmal benötigen wir die Inverse dieser Matrix für verschiedene Berechnungen (quadratische Formen mit dieser Inverse als (einzige) Mittelmatrix zum Beispiel). Angesichts der Eigenschaften dieser …
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Permutiere eine Matrix in numpy
Ich möchte eine dichte quadratische Übergangsmatrix direkt ändern, indem ich die Reihenfolge mehrerer Zeilen und Spalten mithilfe der Numpy-Bibliothek von Python ändere. Mathematisch entspricht dies einer Vormultiplikation der Matrix mit der Permutationsmatrix P und einer Nachmultiplikation mit P ^ -1 = P ^ T, dies ist jedoch keine rechnerisch sinnvolle …
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Ist Crank-Nicolson ein stabiles Diskretisierungsschema für die Reaktions-Diffusions-Advektions-Gleichung (Konvektionsgleichung)?
Ich bin mit den üblichen Diskretisierungsverfahren für PDEs nicht sehr vertraut. Ich weiß, dass Crank-Nicolson ein beliebtes Verfahren zur Diskretisierung der Diffusionsgleichung ist. Ist das auch eine gute Wahl für den Advektionssemester? Ich interessiere mich für die Lösung der Reaktions-Diffusions-Advektions- Gleichung, ∂u∂t+∇⋅(vu−D∇u)=f∂u∂t+∇⋅(vu−D∇u)=f\frac{\partial u}{\partial t} + \nabla \cdot \left( \boldsymbol{v} u …
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Was ist der Rechenaufwand von
Eines der Hauptprobleme, mit denen wir uns in molekularen Simulationen befassen müssen, ist die Berechnung von entfernungsabhängigen Kräften. Wenn wir die Kraft- und Abstandsfunktionen einschränken können, um gerade Potenzen des Abstandes , können wir einfach das Quadrat des Abstandes r 2 = r ⋅ r berechnen und müssen uns nicht …
26 efficiency 
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Wie testet man eine Implementierung eines numerischen ODE-Lösers?
Ich beginne mit der Arbeit an einer Softwarebibliothek numerischer ODE-Löser und habe Probleme damit, Tests für die Löserimplementierungen zu formulieren. Mein Ziel ist es, dass die Bibliothek schließlich Löser für nicht steife und steife Probleme sowie mindestens einen impliziten Löser (mehr oder weniger den Fähigkeiten der odeRoutinen in Matlab gleichwertig …
26 ode 
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