Уровень алгоритма

Участник:Филимонова Юлия/Решение начальной задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутта 4-го порядка: различия между версиями

Материал из Алговики
Перейти к навигации Перейти к поиску
Строка 20: Строка 20:
=== Математическое описание алгоритма ===
=== Математическое описание алгоритма ===


Рассмотрим задачу Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений (далее )
Рассмотрим задачу Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений (далее <math>\mathbf{x}, \mathbf{f}, \mathbf{k}_i \in \mathbb{R}^n</math>, а <math>t, h \in \mathbb{R}</math>)
 
<math>\dot{x} = f(t, x),\ x(t_0) = x_0,\ t \geqslant t_0.</math>
 
Тогда приближенное значение в последующих точках вычисляется по итерационной формуле
 
 
 
в четыре стадии:


=== Вычислительное ядро алгоритма ===
=== Вычислительное ядро алгоритма ===

Версия от 08:47, 13 октября 2016


Решение задачи Коши для системы ОДУ методом Рунге-Кутта
Последовательный алгоритм
Последовательная сложность ?
Объём входных данных ?
Объём выходных данных ?
Параллельный алгоритм
Высота ярусно-параллельной формы ?
Ширина ярусно-параллельной формы ?


Основные авторы описания: Филимонова Юлия

Свойства и структура алгоритма

Общее описание алгоритма

Методы Рунге-Кутты (распространено неправильное название Методы Рунге-Кутта) — важное семейство численных алгоритмов решения обыкновенных дифференциальных уравнений и их систем. Данные итеративные методы явного и неявного приближённого вычисления были разработаны около 1900 года немецкими математиками К. Рунге и М. В. Куттой.

Формально, методом Рунге-Кутты является модифицированный и исправленный метод Эйлера, они представляют собой схемы второго порядка точности. Существуют стандартные схемы третьего порядка, не получившие широкого распространения. Наиболее часто используется и реализована в различных математических пакетах (Maple, MathCAD, Maxima) стандартная схема четвёртого порядка. Классический метод Рунге-Кутты четвёртого порядка столь широко распространён, что его часто называют просто методом Рунге-Кутты, опуская порядок.

Математическое описание алгоритма

Рассмотрим задачу Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений (далее [math]\displaystyle{ \mathbf{x}, \mathbf{f}, \mathbf{k}_i \in \mathbb{R}^n }[/math], а [math]\displaystyle{ t, h \in \mathbb{R} }[/math])

[math]\displaystyle{ \dot{x} = f(t, x),\ x(t_0) = x_0,\ t \geqslant t_0. }[/math]

Тогда приближенное значение в последующих точках вычисляется по итерационной формуле


в четыре стадии:

Вычислительное ядро алгоритма

Макроструктура алгоритма

Схема реализации последовательного алгоритма

Последовательная сложность алгоритма

Информационный граф

Ресурс параллелизма алгоритма

Входные и выходные данные алгоритма

Свойства алгоритма

Программная реализация алгоритма

Особенности реализации последовательного алгоритма

Локальность данных и вычислений

Возможные способы и особенности параллельной реализации алгоритма

Масштабируемость алгоритма и его реализации

Динамические характеристики и эффективность реализации алгоритма

Выводы для классов архитектур

Существующие реализации алгоритма

Литература