Список программных пакетов, которые опробованы пользователями на вычислительных ресурсах МСЦ РАН.
В списке централизовано установленные пакеты указаны со ссылкой на почту администратора. Если такой ссылки нет, то пакеты, при наличии прав на использование, должны быть установлены отдельно в директориях пользователей.
*В инструкциях могут быть неточности. При возникновении проблем с использованием пакетов пишите на адрес электронной почты дежурного администратора и/или vasp_admin
Библиотека, реализующая методы решения систем уравнений с разреженной матрицей. Содержит следующие методы: метод сопряженных градиентов (CG), обобщенный метод минимальных невязок (GMRES), квадратичный метод сопряженных градиентов (CGS), метод квазиминимальных невязок (TFQMR), метод бисопряженного градиента (BiCGSTAB) со стабилизацией.
Ссылка: http://rsusu1.rnd.runnet.ru/tutor/method/m3/page08.html
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Basic Linear Algebra Subprograms
BLAS содержит подпрограммы для реализации базовых операций линейной алгебры при работе с векторами и матрицами. Этот стандарт используется в большинстве других библиотек, в частности в LAPACK. Это стандарт де-факто, первая его версия была принята в 1979 году. Выделяют несколько уровней BLAS: векторные операции, операции вектор на матрицу — это второй уровень, и матричные операции. Существует реализация интерфейса для BLAS на С, на Fortran, для Fortran 95. BLAS может работать с матрицами, хранящимися в разных форматах в зависимости от их видов: ленточные, симметричные, упакованный формат и так далее. Существуют различные расширения BLAS: Sparce BLAS – это работа с разреженными матрицами и PBLAS (Parallels BLAS) для работы на кластерах, на системах с распределенной памятью, с реализацией через MPI.
Ссылка: http://www.netlib.org/blas/
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Собрание библиотек классов, использующих функциональность языка C++ и предоставляющих удобный кроссплатформенный высокоуровневый интерфейс для лаконичного кодирования различных повседневных подзадач программирования (работа с данными, алгоритмами, файлами, потоками и т. п.). Свободно распространяются по лицензии Boost Software License вместе с исходным кодом. Проект был создан после принятия стандарта C++, когда многие были недовольны отсутствием некоторых библиотек в STL. Проект является своего рода испытательным полигоном для различных расширений языка и части библиотек, которые являются кандидатами на включение в следующий стандарт C++. Boost имеет заметную направленность на исследования и расширяемость (метапрограммирование и обобщённое программирование с активным использованием шаблонов). Охватывает следующие области: алгоритмы, обход ошибок в компиляторах, не соответствующих стандарту, многопоточное программирование, контейнеры, юнит-тестирование, структуры данных, функциональные объекты, обобщённое программирование, графы, работа с геометрическими данными, ввод-вывод, межъязыковая поддержка, итераторы, математические и числовые алгоритмы, работа с памятью, синтаксический и лексический разбор, метапрограммирование на основе препроцессора, умные указатели, обработка строк и текста, метапрограммирование на основе шаблонов.
Ссылка: http://www.boost.org
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
The Fastest Fourier Transform in the West
Библиотека FFTW является набором модулей на языках Си и Фортран для вычисления быстрого преобразования Фурье (БПФ). FFTW позволяет работать как с действительными, так и с комплексными числами, с произвольным размером входных данных, т.е. с длиной данных, не обязательно являющейся числом, кратным 2 в степени n. Библиотека также включает модули параллельной обработки БПФ, которые позволяют использовать ее на многопроцессорных машинах с общей и распределенной памятью. FFTW состоит из четырех различных вариантов вычисления БПФ: одномерное преобразование Фурье для комплексных чисел, многомерное преобразование Фурье для комплексных чисел, одномерное преобразование Фурье для действительных чисел, многомерное преобразование Фурье для действительных чисел. При использовании модуля параллельной обработки на каждом процессоре обрабатывается свое подмножество точек. Функция создания плана для параллельной обработки принимает, в дополнение к стандартным параметрам, значение коммуникатора для набора процессов (MPI_COMM_WORLD или другой коммуникатор). Обмен данными производиться с помощью функций MPI_Alltoall или MPI_Alltoallv в зависимости от алгоритма распределения данных по процессорам.
Ссылка: http://www.fftw.org
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
GNU Scientific Library
Математическая библиотека, содержащий функционал, касающийся самых разных областей математики. Основные направления: комплексные числа, поиск корней многочленов, специальные функции, векторы и матрицы, перестановки, сортировка, поддержка BLAS, линейная алгебра, поиск собственных значений матриц, быстрое преобразование Фурье, случайные числа, псевдослучайные числа и генераторы псевдослучайных чисел, статистические гистограммы, реализация работы с кортежами, методы интегрирования Монте-Карло, дифференциальные уравнения, интерполяционные модели, реализация чебышевских приближений, дискретное преобразование Хенкеля, методы наименьших квадратов, сплайны.
Ссылка: http://www.gnu.org/software/gsl
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Библиотека для решения больших систем линейных уравнений с разреженной матрицей на массивно-параллельных вычислительных системах.
Ссылка: http://computation.llnl.gov/project/linear_solvers/software.php
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Intel Math Kernel Library
Intel MKL предлагает высоко оптимизированные, многопоточные математические подпрограммы для научных, инженерных и финансовых приложений, которые требуют максимальной производительности. Библиотека имеет высочайшую производительность математической библиотеки, оптимизированной для семейства процессоров Intel Itanium, Intel Xeon, Intel Pentium 4, и Intel Core2 Duo. Особое внимание уделено многопоточной оптимизации для новых процессоров серии Quad-Core Intel Xeon processor 5300. Производительность Intel MKL сравнима с производительностью других математических библиотек на не Intel процессорах. В Intel MKL библиотеке используется встроенный параллелизм, чтобы автоматически получать отличную скалируемость на системах мультипроцессоров, включающих последние 2х и 4х ядерные. В Intel MKL Level-3 BLAS, Быстрое преобразование Фурье, и векторная математика распараллелина на основе технологии OpenMP. В отличие он некоторых альтернативных математических библиотек, которые требуют приобрести отдельно продукты с интерфейсами С и Фортран, Intel MKL включает оба эти интерфейса.
Ссылка: http://software.intel.com/en-us/intel-mkl
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Linear Algebra PACKage
Библиотека с открытым исходным кодом, содержащая методы для решения основных задач линейной алгебры, написанная с использованием высокооптимизированной библиотеки BLAS.
Ссылка: http://www.netlib.org/lapack
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Программная библиотека, написанная на языке Фортран, которая содержит набор подпрограмм для анализа и решения плотных систем линейных алгебраических уравнений.
Ссылка: https://ru.wikipedia.org/wiki/LINPACK
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Программа, реализующая партицирование графов и конечноэлементных сеток.
Ссылка: http://glaros.dtc.umn.edu/gkhome/metis/metis/overview
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
MUltifrontal Massively Parallel sparse direct Solver
Программный комплекс для решения разреженных СЛАУ. Данный комплекс позволяет решать системы как с симметричными, так и с несимметричными матрицами. MUMPS является одним из ведущих академических прямых решателей разреженных СЛАУ. Он разрабатывается с 1996 г. в университетах Лиона, Тулузы, Бордо, регулярно обновляется, реализует обширную функциональность, имеет хорошую репутацию и большой спектр приложений. MUMPS распространяется бесплатно в исходных кодах по лицензии Public Domain, что допускает его переработку сторонними группами и не накладывает существенных ограничений на использование. MUMPS имеет высокопроизводительную MPI-реализацию для распределенных систем, дополнительные возможности по работе с большими матрицами (использование режима out-of-core), а также комбинированную версию для использования параллеллизма на общей и распределенной памяти. Все это позволяет решателю показывать хорошие результаты производительности в сравнении с другими академическими и коммерческими решателями.
Ссылка: http://graal.ens-lyon.fr/MUMPS
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Parallel Graph Partitioning and Fill-reducing Matrix Ordering
Параллельная версия программы METIS для партицирования графов и сеток.
Ссылка: http://glaros.dtc.umn.edu/gkhome/metis/parmetis/overview
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Portable Extensible Toolkit for Scientific Computation
Библиотека, содержащая структуры данных и функции для реализации параллельных масштабируемых приложений, использующих численное решение уравнений в частных производных. PETSc включает различные компоненты (подобно классам в С++), каждый из которых имеет дело с частным семейством объектов (например, с векторами) и операциями, которые нужно выполнять над этими объектами. Объекты и операции в PETSc определены на основе долгого опыта научных вычислений. Некоторые из PETSc модулей используют следующие методы и объекты: индексные ряды для индексации внутри вектора, перенаименования и так далее; вектора; матрицы (в общем случае разреженные); распределенные массивы (полезны для параллелизации задач на основе сеток); методы подпространств Крылова; предварительную обработку; нелинейные методы и пошаговую временную обработку для решения время-зависимых (нелинейных) ДУЧП.
Ссылка: http://www.mcs.anl.gov/petsc
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Библиотека, реализующая различные алгоритмы партицирования и кластеризации.
Ссылка: http://www.labri.fr/perso/pelegrin/scotch
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Scalable Library for Eigenvalue Problem Computations
Библиотека, реализующщая поиск собственных значений больших разреженных матриц. SLEPc является высокоуровневой параллельной математической библиотекой решения задач на собственные значения, спектральных преобразований, сингулярного разложения. SLEPc построен на использовании функциональности PETSc, соответственно внутри программы имеется возможность работать с объектами и функциями PETSc.
Ссылка: http://slepc.upv.es
Категории: математические вычисления / mathematical calculations
Программный пакет для решения больших систем линейных уравнений с разреженной матрицей с использованием LU разложения.
Ссылка: http://crd.lbl.gov/~xiaoye/SuperLU
Категории: математические вычисления / mathematical calculations