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超級電腦上之向量式列舉演算法
Thesis

超級電腦上之向量式列舉演算法

劉廣治
Masters, National Tsing Hua University
1990

Abstract

超級電腦管線式超級電路列舉式演算法組合物件向量式演算法逆定序向量運算排列物件 (PIPELINED-SUPERCOMMPUTERS)NP-HARD(ENUMERATION-ALGORITHM)(COMBINATION-OBJECTS)(VECTOR-ALGORITHM)(UNRANKING)(VECTOR-OPERATIONS)(PERMUTATION-OBJECTS)
目前大多數的管線式超級電腦(pipelined Supercomprters)均被利用於解決數值計算上的問題,身為計算機科學的研究者,我們嘗試利用這一類管線式超級電腦來解一些被稱之為NP-hard 的問題。在以往的研究領域中,并沒有找到徹底而有效的策略能夠解決所愛類的問題。而在此時, 具有暴力意味的列舉式演算法(Enumeration Algorithm) 往往成為最直接而有效的做法。本篇論文作者嘗試以向量式演算法的角度,來探討管線式超級電腦上列舉行為的效率。針對(NP_hard問題,主要有兩類列舉演算法;第一類是組合物件(combination Objects) 的列舉。對此我們提出一個向量式演算法(Vector algorithm),根據逆定序(Unranking) 的觀念,來產生所( ) 個組合物件,而其時間復雜度是O(n ) 向量運算(Vector Operations) 。然後由此向量式演算法衍生出兩個變形,是針對向量長度及字組長度的增長,提供一些取巧的做法以增強效率,使時間復雜度降至O(n)向量運算。第二類則是排列物件(Permutation Objcts)列舉。同樣地,由逆定序的觀念,我們提出一個O(nm) 的向量式演算法來產生所有P 個排列物件。由我們研究的結果發現,秉持逆定序的觀念,似乎很難得到一個最佳的向量式演算法。於是我們提出一個新的觀念,稱之為向量蒐值法(Vector Gathering)。採用此法所得之時間復雜度是O(m)向量運算,由此可宣稱已得到了一個最佳的(Optimal) 向量式演算法,來產生所有P 個排列物件。對此做法,有實驗數據來證明它的實用性。在論文中,也對未來利用管線式超級電腦來處理非數值方面的問題,做了一些建議及預測。對未來這方面的研究,應該有導此的作用。

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