المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

الفارق بين حرم المدينة وحرم مكة.
25-4-2016
Agroclavine
23-4-2017
انضغاط أدياباتي adiabatic compression
13-10-2017
الشيخ راغب حرب
14-8-2020
نظريات التفسير عند الغزالي
25-04-2015
تختلف كفاءات الري حسب المراحل المختلفة للري - مؤشرات قياسية أخرى - الكفاية
22-7-2019

Quasi-Minimal Residual Method  
  
1247   04:51 مساءً   date: 1-12-2021
Author : Barrett, R.; Berry, M.; Chan, T. F.; Demmel, J.; Donato, J.; Dongarra, J.; Eijkhout, V.; Pozo, R.; Romine, C.; and van der Vorst, H.
Book or Source : Templates for the Solution of Linear Systems: Building Blocks for Iterative Methods, 2nd ed. Philadelphia, PA: SIAM, 1994....
Page and Part : ...


Read More
Date: 11-9-2021 849
Date: 15-10-2021 849
Date: 21-11-2021 1256

Quasi-Minimal Residual Method

The biconjugate gradient method often displays rather irregular convergence behavior. Moreover, the implicit LU decomposition of the reduced tridiagonal system may not exist, resulting in a breakdown of the algorithm. The quasi-minimal residual method (Freund and Nachtigal 1991) is a related algorithm that attempts to overcome these problems.

The main idea behind the quasi-minimal residual (QMR) method algorithm is to solve the reduced tridiagonal system in a least squares sense, similar to the approach followed in the generalized minimal residual method (GMRES). Since the constructed basis for the Krylov subspace is biorthogonal, rather than orthogonal as in GMRES, the obtained solution is viewed as a quasi-minimal residual solution, which explains the name. Additionally, QMR uses look-ahead techniques to avoid breakdowns in the underlying Lanczos process, which makes it more robust than the biconjugate gradient method.

The convergence behavior of QMR is typically much smoother than for the biconjugate gradient method (BCG). Freund and Nachtigal (1991) present quite general error bounds which show that QMR may be expected to converge about as fast as the generalized minimal residual method. From a relation between the residuals in BCG and QMR (Freund and Nachtigal 1991, relation 5.10) one may deduce that at phases in the iteration process where BCG makes significant progress, QMR has arrived at about the same approximation for x^^. On the other hand, when BCG makes no progress at all, QMR may still show slow convergence.

The look-ahead steps in this version of the QMR method prevent breakdown in all cases except the so-called "incurable breakdown," where no practical number of look-ahead steps would yield a next iterate.

The pseudocode for the preconditioned quasi-minimal residual method with preconditioner M=M_1M_2 is given above. This algorithm follows the two term recurrence version without look-ahead (Freund and Nachtigal 1994, Algorithm 7.1). This version of QMR is simpler to implement than the full QMR method with look-ahead, but it is susceptible to breakdown of the underlying Lanczos process. (Other implementation variations are whether to scale Lanczos vectors or not, or to use three-term recurrences instead of coupled two-term recurrences. Such decisions usually have implications for the stability and the efficiency of the algorithm.)

Computation of the residual is done for the convergence test. If one uses right (or post) preconditioning, that is M_1=I, then a cheap upper bound for |r^((i))| can be computed in each iteration, avoiding the recursions for r^((i)) (Freund and Nachtigal 1991, Proposition 4.1). This upper bound may be pessimistic by a factor of at most sqrt(i+1).

QMR has roughly the same problems with respect to vector and parallel implementation as the biconjugate gradient method. The scalar overhead per iteration is slightly more than for BCG. In all cases where the slightly cheaper BCG method converges irregularly (but fast enough), QMR may be preferred for stability reasons.


REFERENCES:

Barrett, R.; Berry, M.; Chan, T. F.; Demmel, J.; Donato, J.; Dongarra, J.; Eijkhout, V.; Pozo, R.; Romine, C.; and van der Vorst, H. Templates for the Solution of Linear Systems: Building Blocks for Iterative Methods, 2nd ed. Philadelphia, PA: SIAM, 1994. http://www.netlib.org/linalg/html_templates/Templates.html.

Freund, R. and Nachtigal, N. "QMR: A Quasi-Minimal Residual Method for Non-Hermitian Linear Systems." Numer. Math. 60, 315-339, 1991.

Freund, R. and Nachtigal, N. "An Implementation of the QMR Method Based on Coupled Two-Term Recurrences." SIAM J. Sci. Statist. Comput. 15, 313-337, 1994.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.