<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.2 20190208//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.2/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="ru" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="issn">2518-1092</journal-id><journal-title-group><journal-title>Научный результат. Информационные технологии</journal-title></journal-title-group><issn pub-type="epub">2518-1092</issn></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18413/2518-1092-2025-10-3-0-7</article-id><article-id pub-id-type="publisher-id">3906</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>&lt;strong&gt;СТРУННО-ВОЛНОВОЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ СЛАУ ДЛЯ РАЗРЕЖЕННЫХ МАТРИЦ&lt;/strong&gt;</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>&lt;strong&gt;STRING-WAVE DIRECT PARALLEL SOLVER&amp;nbsp;FOR SPARSE SYSTEM OF LINEAR EQUATIONS&lt;/strong&gt;</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Лихошерстный</surname><given-names>Алексей Юрьевич</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Likhosherstnyy</surname><given-names>Alexey Yuryevich</given-names></name></name-alternatives><email>ozzy.osbourne.man@gmail.com</email></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Великая</surname><given-names>Яна Геннадьевна</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Velikaya</surname><given-names>Yana Gennadievna</given-names></name></name-alternatives><email>velikaya@bsuedu.ru</email></contrib></contrib-group><pub-date pub-type="epub"><year>2025</year></pub-date><volume>10</volume><issue>3</issue><fpage>0</fpage><lpage>0</lpage><self-uri content-type="pdf" xlink:href="/media/information/2025/3/ИТ_НР_10_3_7.pdf" /><abstract xml:lang="ru"><p>В статье рассматривается параллельный алгоритм решения систем линейных алгебраических уравнений для симметричных разреженных матриц, который позволяет разбивать большую задачу на множество мелких подзадач, тем самым как повышая быстродействие, так и уменьшая потребление памяти. В его основе лежит способ одновременного вычисления промежуточных значений при разложении матрицы с сохранением балансировки нагрузки на процессоры таким образом, чтобы при получении окончательного результата левых частей разложения от них не зависели правые части разложения. Такой подход позволяет исходную матрицу жесткости представить в виде произведения большого количества простых матриц и решать систему линейных алгебраических уравнений в виде последовательности решений методом подстановки. Для уменьшения заполнения разреженных матриц разложения использовался приближенный метод минимальной степени, который помимо того, что является одним из самых эффективных и быстродействующих из существующих на сегодняшний момент времени, позволяет для разработанного алгоритма более равномерно распределить нагрузку вычислений. Разработанный метод реализован в программных продуктах НТЦ АПМ для систем с общей памятью, но также может быть реализован и для систем с распределенной памятью.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article discusses a parallel algorithm for solving systems of linear algebraic equations for symmetric sparse matrices, which allows you to split a large task into many small subtasks, thereby both increasing performance and reducing memory consumption. It is based on a method of simultaneous calculation of intermediate values during matrix decomposition while maintaining load balancing on processors so that when the final result of the left parts of the decomposition is obtained, the right parts of the decomposition do not depend on them. This approach allows the initial stiffness matrix to be represented as a product of a large number of simple matrices and solve a system of linear algebraic equations in the form of a sequence of solutions by substitution. To reduce the filling of sparse decomposition matrices, an approximate minimum degree method was used, which, in addition to being one of the most efficient and fastest existing at the moment, allows the developed algorithm to distribute the load of calculations more evenly. The developed method is implemented in NTC APM software products for systems with shared memory, but it can also be implemented for systems with distributed memory.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>алгоритм минимальной степени</kwd><kwd>струнно-волновой алгоритм</kwd><kwd>метод конечных элементов</kwd><kwd>система линейных алгебраических уравнений</kwd><kwd>матричная факторизация</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>approximate minimum degree</kwd><kwd>string-wave algorithm</kwd><kwd>finite element method</kwd><kwd>system of linear equations</kwd><kwd>matrix factorization</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>Список литературы</title><ref id="B1"><mixed-citation>Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. &amp;ndash; Москва: Стройиздат, 1982. &amp;ndash; 448 с.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><mixed-citation>Джеммель Дж. Вычислительная линейная алгебра. Теория и приложения. &amp;ndash; Москва: Мир, 2001. &amp;ndash; 430&amp;nbsp;с.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><mixed-citation>Писсанецки&amp;nbsp;С. Технология разреженных матриц. &amp;ndash; Лондон: Academic Press Inc, 1984. &amp;ndash; 312 с.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><mixed-citation>Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. &amp;ndash; Москва: Мир, 1979. &amp;ndash; 542 с.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><mixed-citation>Андреев Б. Численные методы. &amp;ndash; Москва: издательство ВМК МГУ им Ломоносова, 2013. &amp;ndash; 336 с.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><mixed-citation>Heggernes P., Eisenstat S.C., Kumfert G. The Computational Complexity of the Minimum Degree Algorithm // Четырнадцатая норвежская конференция компьютерных наук, Осло, Норвегия, 26-28 ноября, 2001. URL: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1410671/ (дата обращения: 09.07.2025).</mixed-citation></ref><ref id="B7"><mixed-citation>Воеводин В., Воеводин Вл. Параллельные вычисления. &amp;ndash; Спб: BHV, 2015. &amp;ndash; 608 с.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><mixed-citation>Воеводин В.В. Математические основы параллельных вычислений. &amp;ndash; Москва: МГУ, 1991. &amp;ndash; 345 с.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><mixed-citation>Гергель В.П. Высокопроизводительные вычисления для многопроцессорных многоядерных систем.&amp;nbsp;&amp;ndash; Москва: Издательство Московского Университета, 2010. &amp;ndash; 544 с.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><mixed-citation>Гергель В.П. Современные языки и&amp;nbsp;технологии параллельного программирования. &amp;ndash; Москва: Издательство Московского Университета, 2012. &amp;ndash; 408 с.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>