Gröbner ठिकानों और बहुपद प्रणाली समाधान के लिए बेंचमार्क


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प्रतीकात्मक रूप से 7 नॉनलाइन बीजीय समीकरणों के सॉल्विंग सिस्टम के प्रश्न में , ब्रायन बोरचर्स ने प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की कि मेपल एक बहुपद प्रणाली को हल कर सकते हैं जिसे मतलाब / मूपद संभाल नहीं सकता है। मैंने इस क्षेत्र में काम करने वाले लोगों से अतीत में सुना है कि मेपल में गॉर्नर बेस और संबंधित एल्गोरिदम का उच्च गुणवत्ता वाला कार्यान्वयन है (जो मुझे लगता है कि यहां इस्तेमाल किया जा रहा है)।

इसलिए मुझे सुझाव दिया गया है कि "मैटलैब इस तरह की समस्याओं पर धीमा है, मेपल पर स्विच करें", लेकिन मैं इस कथन का समर्थन करने के लिए डेटा रखना चाहूंगा।

क्या अलग-अलग कंप्यूटर बीजगणित प्रणालियों में Gröbner आधार कार्यान्वयन और बहुपद प्रणाली समाधानों की गति और प्रभावशीलता की तुलना करने वाले बेंचमार्क परिणामों का एक सेट है? (मेपल, मैथमेटिका, मैटलैब का प्रतीकात्मक टूलबॉक्स, एट सेटेरा)।


मत भूलना sympy!
ईसाई क्लैसन

@ChristianClason हाँ, सिद्धांत रूप में उनमें से बहुत सारे हैं। एकवचन, मैकाले, मैग्मा, कूको, गैप, सेज, ऐसोम, मैक्सिमा, याकास ... क्या आप मानते हैं कि सहानुभूति विशेष रूप से अच्छी है? यह अला की समस्या पर कैसे किराया करता है?
फेडेरिको पोलोनी

ऐसा नहीं है कि मेरा मानना ​​है कि यह विशेष रूप से अच्छा है, मुझे इसमें दिलचस्पी है क्योंकि यह व्यापक रूप से उपलब्ध है, खुला स्रोत है, और सीखने में काफी आसान है। मैंने इसे समस्या पर आज़माया, लेकिन इसका कोई परिणाम नहीं मिला (लेकिन मेरे पास इतना धैर्य भी नहीं था)।
क्रिश्चियन क्लैसन

मुझे लगता है कि किसी को सामान्य प्रयोजन के प्रतीकात्मक सॉफ़्टवेयर (SymPy, Maple, Matlab के टूलबॉक्स, Mathematica) और अधिक औद्योगिक शक्ति, विशेष-उद्देश्य पैकेज (Singular, CoCoA, Macaulay) के बीच अंतर करना चाहिए। ऋषि थोड़ा अलग है क्योंकि यह अनिवार्य रूप से केवल कई विशेष-उद्देश्य पैकेज (कुछ सामान्य-उद्देश्य वाले लोगों के साथ) बंडल करता है। नहीं है विकिपीडिया पर उपयोगी सूची
क्रिश्चियन क्लैसन

एक अन्य कारण जो मैंने सहानुभूति का उल्लेख किया है कि यह उसी भूमिका को भरता है जो अलाए में रुचि रखता है - lambdifyसंख्यात्मक संगणना में परिणामों का उपयोग करना आसान है (के माध्यम से )।
क्रिश्चियन क्लैसन

जवाबों:


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मैंने यहाँ कुछ बेंचमार्क पोस्ट किए: http://www.cecm.sfu.ca/~rpearcea/mgb.html

ये कुल डिग्री ऑर्डर के लिए हैं। सिस्टम को हल करने के लिए आपको आमतौर पर अधिक काम करने की आवश्यकता होती है। समय 2015 के रूप में एक विशिष्ट मिडरेंज डेस्कटॉप के लिए है (हैसवेल कोर i5 क्वाड कोर)।

एक कोर पर सबसे तेज प्रणाली मैग्मा है, जो फ्लोटिंग पॉइंट अंकगणित और एसएसई / एवीएक्स का उपयोग करता है। मैग्मा सबसे मजबूत प्रणाली है क्योंकि इसमें एफजीएलएम और ग्रोबनेर वॉक (परीक्षण नहीं किया गया) का अच्छा कार्यान्वयन है। इन एल्गोरिदम का उपयोग कुल डिग्री आधार को एक लक्सोग्राफिक आधार पर परिवर्तित करने के लिए किया जाता है जिसमें त्रिकोणीय रूप होता है। तो आप आमतौर पर सबसे कम चर में बहुपद का कारक होगा।

एमजीबी मेपल 2016 में सी लाइब्रेरी है जो कुल डिग्री और उन्मूलन आदेशों के लिए एफ 4 एल्गोरिथ्म को लागू करता है। इसका प्रदर्शन मैग्मा के बराबर है जब यह कई कोर का उपयोग करता है।

FGb, Fugere का F4 का कार्यान्वयन है। यहां परीक्षण किया गया संस्करण उसकी वेबसाइट से है, और यह मेपल के संस्करण से तेज है।

Giac F4 के कार्यान्वयन के साथ एक खुला स्रोत प्रणाली है। इसमें http://arxiv.org/abs/1309.4044 का वर्णन करने वाला एक पेपर है

बीजीय ज्यामिति में कई संगणनाओं के लिए सिंगुलर एक ओपन सोर्स सिस्टम है। यहां बेंचमार्क "modStd" का उपयोग करते हैं जो कि Buchberger एल्गोरिथ्म का एक बहु-मॉड्यूलर संस्करण है। आप देख सकते हैं कि Buchberger एल्गोरिथ्म F4 के साथ प्रतिस्पर्धी नहीं है। मूल कारण यह है कि एफ 4 सभी मोनोमियल ऑपरेशंस की लागत को बढ़ाता है। इसके अलावा, सिंगुलर के पास एफजीएलएम और ग्रोबनर वॉक के अच्छे कार्यान्वयन हैं, साथ ही अन्य एल्गोरिदम भी हल करने के लिए उपयोगी हैं।


धन्यवाद, यह बहुत उपयोगी है। मैं स्वीकृत उत्तर स्विच करने पर विचार कर रहा हूं।
फेडरिको पोलोनी

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Googling benchmark polynomial systemsकुछ हिट की ओर जाता है, जिसमें मैनहेम विश्वविद्यालय के कंप्यूटर बीजगणित बेंचमार्क पहल शामिल हैं । अफसोस की बात यह है कि इनमें से ज्यादातर पुराने हैं। सबसे सक्रिय सिम्बोलिकडैटा विकी लगता है , लेकिन जहां तक ​​मैं बता सकता हूं, यह केवल बेंचमार्क समस्याएं एकत्र करता है , न कि बेंचमार्क परिणाम

Axiom, Macsyma, Maple, Mathematica, MuPAD और Reduce को सुलझाने वाली बहुपद प्रणालियों में से कुछ तुलना (डेटिंग वापस 1996) Hans-Gert Gräbe में पाई जा सकती है , Polynomial System के बारे में Axiom, Macsyma, Maple, Mathematica, MuPAD की सुविधा को हल करें और कम करें , प्रिफरेंस 11/96 des Instituts für Informatik, Universität Leipzig, Germany, दिसंबर 1996 । निष्कर्ष यह है कि ग्रोमनर ठिकानों (दूसरों के समय में इस बिंदु पर नहीं था) का उपयोग करने के कारण एशियोम, मेपल और रेड्यूस जीतते हैं, मेपल दूसरों से थोड़ा आगे निकलते हैं।

SINGULAR 2.0 (वर्तमान में दिसंबर 2015 तक 4.0.2) अन्य लोगों के साथ मेपल की पिटाई करते हुए SINGULAR वेबसाइट पर एक पुरानी तुलना है।

दूसरी ओर, एक और हालिया प्रकाशन ( याओ सन, डोंगडाई लिन, और डिंगकांग वांग। 2015। एमजीआरआई से रैखिक बीजीय रूटीन का उपयोग करके हस्ताक्षर आधारित ग्रोबनर आधार एल्गोरिदम को लागू करने पर। एसीएम कम्यूनिटी। कंपाउंड। बीजगणित 49, 2 (अगस्त 2015) , 63-64 मेपल, एकवचन और मैग्मा के साथ ग्रोब्नेर आधार एल्गोरिथ्म के लेखकों के कार्यान्वयन की तुलना करते हैं, मैग्मा परिमाण के एक आदेश (और लेखकों के कार्यान्वयन के साथ बांधने) द्वारा अन्य दो पैकेजों की तुलना में तेज है।

तो यह समस्या (आकार और संरचना) पर बहुत अधिक निर्भर करता है और सॉफ्टवेयर संस्करण जो पैकेज सबसे तेज है। फिर भी, सामान्य प्रयोजन के प्रतीकात्मक संगणना सॉफ्टवेयर के बजाय सिंगुलर, मैग्मा या मेपल जैसे सक्रिय रूप से विकसित, विशेष प्रयोजन कंप्यूटर बीजगणित प्रणाली का उपयोग करने की सिफारिश एक ध्वनि है। यह एक संख्यात्मक सॉफ्टवेयर में टूलबॉक्स के लिए दोगुना हो जाता है , जो ओवरहेड का एक और स्तर जोड़ता है और आमतौर पर स्टैंडअलोन सॉफ्टवेयर के पीछे कई संस्करण होते हैं जो वे (म्पलाद, पहले मेपल, मैटलैब के टूलबॉक्स के मामले में) पर आधारित होते हैं।


इन संसाधनों को प्रदान करने के लिए धन्यवाद। यह मेरे लिए आश्चर्य की बात है कि बहुत कम या व्यापक और अप-टू-डेट बेंचमार्क हैं।
फेडरिको पोलोनी

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हमेशा ध्यान रखें कि किसी भी बेंचमार्क के परिणाम समस्या के आकार के अलावा, आधार क्षेत्र पर, जिस पर बहुपद रिंग परिभाषित किया गया है (परिमेय संख्या या पूर्णांक एक प्रमुख संख्या की कुछ शक्ति को मापता है) के आधार पर निर्भर करेगा।

FGB पुस्तकालय F5 एल्गोरिथ्म के एक सक्रिय रूप से विकसित और उच्च प्रदर्शन कार्यान्वयन है। FGb की मैग्मा से तुलना करने वाला एक बेंचमार्क इसमें पाया जा सकता है:

फौगेर, जे- सी। (2010)। FGb: कंप्यूटिंग लाइब्रेरी के लिए एक पुस्तकालय मामले (पीपी। 84-87)। डीओआई: 10.1007 / 978-3-642-15582-6_17

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