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悪条件連立一次方程式対する高精度な精度保証付き数値計算技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K12692
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高性能計算
研究機関中央大学 (2018-2019)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2017)

研究代表者

南畑 淳史  中央大学, 理工学部, 助教 (70754787)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード精度保証付き数値計算 / 悪条件連立一次方程式 / 誤差評価 / 連立一次方程式 / 誤差評価式 / 高精度 / 悪条件問題 / 数値解析
研究成果の概要

悪条件連立一次方程式対する高精度な精度保証付き数値計算法の開発を行った.特に大規模で悪条件な連立一次方程式に適した誤差評価式を提案した.Highamのテスト行列を用いて既存の誤差評価式よりも高精度であることを示した.
また,連立一次方程式に適した誤差評価式に関連して,null spaceを用いた鞍点型の係数行列を持つ連立一次方程式の誤差評価法を提案した。その過程でNull spaceの精度保証付き数値計算が必要となり,3つのNull spaceの精度保証付き数値計算法を開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

科学技術計算において,連立一次方程式を解く事は最も基本的な問題であり,解の信頼性を担保する技術の開発は重要である.今後,計算機の性能の向上に伴いより大規模な問題を解くことが予想される.その際に,丸め誤差により解の信頼性が損なわれる.本研究は解の信頼性の向上に寄与する研究である.また,本研究成果の一部は精度保証付き数値計算のソフトウェアのINTLABに組み込まれ,多くのユーザの精度保証付き数値計算に利用されている.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] ハンブルク工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Hamburg University of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Modified error bounds for approximate solutions of dense linear systems2020

    • 著者名/発表者名
      Minamihata Atsushi、Ogita Takeshi、Rump Siegfried M.、Oishi Shin’ichi
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 369 ページ: 112546-112546

    • DOI

      10.1016/j.cam.2019.112546

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Numerical verification of a basis of the null space of rectangular matrix2019

    • 著者名/発表者名
      R. KOBAYASHI, M. LANGE, A. MINAMIHATA, AND S.M. RUMP
    • 学会等名
      ICIAM2019(International Congress on Industrial and Applied Mathematics)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two verification methods for linear systems using H-matrix2018

    • 著者名/発表者名
      A. Minamihata, T. Ogita, S. M. Rump and S. Oishi
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetic, and Verified Numerical Computations
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification method for solution of symmetric saddle point linear system with null space method2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kobayashi, Atsushi Minamihata and Shin’ichi Oishi
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetic, and Verified Numerical Computations
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate error bounds for linear systems using H-matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Minamihata,Takeshi Ogita and Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      ANZIAM 2018, Hotel Grand Chancellor,Australia, 5 February 2018.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 行列積の下向き丸めと事前誤差評価を用いた連立一次方程式の精度保証付き数値計算法向けの高精度な誤差評価式の提案2018

    • 著者名/発表者名
      南畑淳史, 荻田武史, 大石進一
    • 学会等名
      日本応用数理学会 第14回 研究部会連合発表会,大阪大学, 2018年3月.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 単精度で作成された近似逆行列は条件数を下げる効果を持つのか?2017

    • 著者名/発表者名
      南畑淳史, 荻田武史, 大石進一
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2017年 年会, 武蔵野大学 ,2017年9月.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高精度な近似逆行列を求めるアルゴリズムがうまく動かない例題の作成法2017

    • 著者名/発表者名
      南畑 淳史
    • 学会等名
      第1回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会,西日本総合展示場,2017年12月.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 実対称正定値行列を係数行列とする連立一次方程式の数値解に対する精度保証法2017

    • 著者名/発表者名
      寺尾 剛史, 尾崎 克久, 南畑 淳史
    • 学会等名
      2017年並列/分散/協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ (SWoPP2017),秋田アトリオンビル, 2017年7月
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A note on error bounds for large linear systems2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Minamihata, Takeshi Ogita and Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      Dagstuhl Seminar 17481, Dagstuhl, Germany, December, 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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