Библиотеки

Специализированные математические библиотеки

Свободное программное обеспечение:

1) BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms)

BLAS (англ. Basic Linear Algebra Subprograms — базовые подпрограммы линейной алгебры) — стандарт де-факто интерфейса программирования приложений для создания библиотек, выполняющих основные операции линейной алгебры, такие как умножение векторов и матриц.

Впервые опубликован в 1979 году, и использован для создания больших пакетов, например LAPACK. Интенсивно используемые в высокопроизводительных вычислениях, высокооптимизированные реализации интерфейса BLAS были разработаны производителями аппаратного обеспечения, такими как Intel, а также другими авторами (например, ATLAS — переносимый самооптимизирующийся BLAS).

Функциональность BLAS делится на три уровня:

Уровень 1 - операции вектор-вектор;

Уровень 2 - операции матрица-вектор;

Уровень 3 - операции матрица-матрица.

1.1) CBLAS

1.2) BLAS++

1.3) BLACS (Basic Linear Algebra Communication Subprograms)

1.4) PBLAS (Parallel Linear Algebra Package)

2) LINPACK

LINPACK — программная библиотека, написанная на языке Фортран, которая содержит набор подпрограмм для анализа и решения плотных систем линейных алгебраических уравнений.

3) LAPACK (Linear Algebra PACKage)

LAPACK (Linear Algebra PACKage) — библиотека с открытым исходным кодом, содержащая методы для решения основных задач линейной алгебры. Написана на языке Fortran с использованием другой библиотеки BLAS и является развитием пакета LINPACK.

Аналогом для ЭВМ с распределённой памятью являются библиотеки ScaLAPACK и PLAPACK.

3.1) LAPACKE

3.2) CLAPACK

3.3) LAPACK++

3.4) JLAPACK

3.5) PLAPACK (Parallel Linear Algebra Package)

3.6) ScaLAPACK (Scalable Linear Algebra PACKage)

4) SEISPACK

SEISPACK - представляет собой набор подпрограмм с одинарной точностью написанных на языке Fortran, которые вычисляют собственные значения и собственные векторы из девяти классов матриц. Кроме того, включены две процедуры, которые используют разложение по сингулярным значениям для решения некоторых проблем с наименьшими квадратами.

5) EISPACK

EISPACK - тоже самое что SEISPACK, только с двойной точностью.

6) MINPACK

MINPACK

7) QUADPACK

QUADPACK - представляет собой пакет подпрограмм FORTRAN для численного вычисление определенных одномерных интегралов.

8) SVDPACK

SVDPACK - содержит четыре числовых (итеративных) метода для вычисления разложения сингулярных значений (SVD) больших разреженных матриц с использованием двойной точности ANSI Fortran-77.

9) ATLAS

ATLAS (Automatically Tuned Linear Algebra Software) - самооптимизирующийся программный пакет линейной алгебры, реализация интерфейса BLAS с открытым исходным кодом для C и Fortran 77.

10) PLASMA

PLASMA (Parallel Linear Algebra for Scalable Multi-core Architectures) - основной целью пакете PLASMA является устранение недостатков производительности библиотек LAPACK и ScaLAPACK на многоядерных процессорах и их неспособности эффективно использовать графические ускорители (графические процессоры). PLASMA предоставляет процедуры для решения плотных общих систем линейных уравнений, симметричных положительно определенных систем линейных уравнений и линейных задач наименьших квадратов с использованием LU-факторизации LU, Cholesky, QR и LQ. Арифметика поддерживаются как с одинарной точностью, так и с двойной точностью.

11) MAGMA

MAGMA (Matrix Algebra on GPU and Multicore Architectures) - проект "MAGMA" направлен на разработку библиотеки с плотной линейной алгеброй, подобной LAPACK, но для гетерогенных/гибридных архитектур, начиная с современных систем "Multicore+GPU".

12) GSL

GSL (GNU Scientific Library) - это библиотека, написанная на языке программирования C для численных вычислений в прикладной математике и науке. GSL является частью проекта GNU и распространяется на условиях лицензии GPL.

13) FFTW

FFTW является библиотекой подпрограмм Cи для вычисления дискретного преобразования Фурье (DFT). Пакет FFTW был разработан в Массачусетском технологическом институте Маттео Фриго и Стивеном Дж. Джонсоном.

Установленные в Вычислительном центре пакеты (доступны на виртуальной машине Linux):

- BLAS: /usr/local/mathlib/blas/

- LAPACK: /usr/local/mathlib/lapack/

- LAPACKE: /usr/local/mathlib/lapacke/

- ScaLAPACK: /usr/local/mathlib/scalapack/

- GSL: /usr/local/mathlib/gsl/

- FFTW: /usr/local/mathlib/fftw/

Остальные библиотеки пользователь может самостоятельно установить у себя в домашней директории и использовать в своей работе.

Платное программное обеспечение:

Существуют коммерческие аналоги, расширяющие функциональность свободных библиотек и предоставляющие более высокую производительность:

1) Intel® MKL (данная библиотека установлена в Вычислительном центре СПбГУ)

2) AMD™ ACML

3) Sun Performance Library

4) NAG’s LAPACK

5) HP’s MLIB

Форма поиска

Библиотеки