Портативный, расширяемый набор инструментов для научных вычислений

ПЭТСк
Стабильный релиз	3.22 / 28 сентября 2024 г. ; 3 месяца назад ( 2024-09-28 )
Репозиторий	gitlab.com/petsc/petsc ;
Операционная система	Linux , Unix , Mac OS X , Windows
Доступно в	Си, Питон, Фортран
Тип	Программное обеспечение для научного моделирования
Лицензия	Лицензия BSD с двумя пунктами
Веб-сайт	petsc.org

Portable , Extensible Toolkit for Scientific Computation ( PETSc , произносится как PET-see; буква S не пишется) — это набор структур данных и процедур, разработанных Аргоннской национальной лабораторией для масштабируемого ( параллельного ) решения научных приложений, моделируемых уравнениями с частными производными . Он использует стандарт интерфейса передачи сообщений (MPI) для всех коммуникаций с передачей сообщений. PETSc — это самая широко используемая в мире библиотека параллельного численного программного обеспечения для уравнений с частными производными и вычислений с разреженными матрицами . PETSc получила премию R&D 100 Award в 2009 году. ^[1]^[2]^[3] Группа разработки ядра PETSc выиграла премию SIAM/ACM в области вычислительной науки и техники за 2015 год. ^[4]

PETSc предназначен для использования в крупномасштабных прикладных проектах, многие текущие проекты вычислительной науки построены вокруг библиотек PETSc . Его тщательный дизайн позволяет продвинутым пользователям иметь подробный контроль над процессом решения. PETSc включает в себя большой набор параллельных линейных и нелинейных решателей уравнений , которые легко используются в кодах приложений, написанных на C , C++ , Fortran и теперь Python . PETSc предоставляет многие из механизмов, необходимых в параллельном коде приложений, такие как простые параллельные процедуры сборки матриц и векторов , которые позволяют перекрывать связь и вычисления . Кроме того, PETSc включает поддержку параллельных распределенных массивов, полезных для методов конечных разностей . ^[5]

Компоненты

PETSc состоит из множества компонентов, включающих основные классы и вспомогательную инфраструктуру. Пользователи обычно взаимодействуют с объектами классов самого высокого уровня, соответствующими их приложению, существенными объектами более низкого уровня, такими как векторы, и могут настраивать или расширять любые другие. Все основные компоненты PETSc имеют расширяемую архитектуру плагинов.

Функции и модули

PETSc предоставляет множество функций для параллельных вычислений, разбитых на несколько модулей:

Индексные наборы, включая перестановки , для индексации в векторы, перенумерации и т. д.
Параллельные векторы и матрицы (обычно разреженные )
Рассеивает (обрабатывает информацию о точках-призраках) и собирает (противоположность рассеиванию)
Управление данными для параллельных структурированных и неструктурированных сеток
Несколько разреженных форматов хранения
Масштабируемые параллельные прекондиционеры , включая многосеточные и разреженные прямые решатели
Методы подпространства Крылова
Параллельные нелинейные решатели, такие как метод Ньютона и нелинейный GMRES
Решатели с параллельным временным шагом ( ODE и DAE )
Параллельные решатели оптимизации , такие как BFGS
Автоматическое профилирование использования плавающей точки и памяти
Последовательный интерфейс
Интенсивная проверка ошибок
Переносимо на UNIX , Mac OS X и Windows

Смотрите также

Список числовых библиотек

Примечания

^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2013-03-12 . Получено 2013-05-01 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
^ "PETSc выигрывает премию R&D 100 Award 2009 | Argonne Leadership Computing Facility". Alcf.anl.gov. 2009-07-21 . Получено 2013-05-01 .
^ Чт, 30.07.2009 - 5:23am (30.07.2009). "PETSc Release 3.0 расширяет возможности". Rdmag.com . Получено 01.05.2013 .{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ "Премия SIAM/ACM в области вычислительной науки и техники". siam.org. 2015-03-18 . Получено 2015-04-19 .
^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2013-08-05 . Получено 2013-05-01 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )

Библиография

Руководство пользователя PETSc, Сатиш Балай, Шриранг Абхьянкар, Марк Ф. Адамс, Джед Браун, Питер Брюн, Крис Бушельман, Виктор Эйхкхаут, Уильям Д. Гропп, Динеш Каушик, Мэтью Г. Кнепли, Лоис Керфман Макиннес , Карл Рапп, Барри Ф. Смит и Хун Чжан, ANL-95/11, редакция 3.5, Аргоннская национальная лаборатория, июнь 2014 г.
Эффективное управление параллелизмом в библиотеках объектно-ориентированного численного программного обеспечения , Сатиш Балай, Уильям Д. Гропп, Лоис Курфман Макиннес, Барри Ф. Смит, Современные программные инструменты в научных вычислениях, под ред. Брюасета и др., стр. 163–202, 1997.
Численное моделирование геодинамических процессов с помощью портативного расширяемого набора инструментов для научных вычислений, RF Katz, MG Knepley, B. Smith, M. Spiegelman и ET Coon, Physics of The Earth and Planetary Interiors, 163, стр. 52-68, 2007.
Эд Бюлер: «PETSc для уравнений с частными производными: численные решения на языках C и Python», SIAM, ISBN 978-1-611976-30-4 (2020).

Внешние ссылки

Официальный веб-сайт PETSc

[1] "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2013-03-12 . Получено 2013-05-01 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )

[2] "PETSc выигрывает премию R&D 100 Award 2009 | Argonne Leadership Computing Facility". Alcf.anl.gov. 2009-07-21 . Получено 2013-05-01 .

[3] Чт, 30.07.2009 - 5:23am (30.07.2009). "PETSc Release 3.0 расширяет возможности". Rdmag.com . Получено 01.05.2013 .{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[4] "Премия SIAM/ACM в области вычислительной науки и техники". siam.org. 2015-03-18 . Получено 2015-04-19 .

[5] "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2013-08-05 . Получено 2013-05-01 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )