Yershov P. Intelligent system of computer mathematics for mathematical modeling in science and engineering

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U000857

Applicant for

Specialization

  • 113 - Прикладна математика

27-02-2024

Specialized Academic Board

ДФ 26.194.010

V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of the National Academy of Sciences of Ukraine

Essay

The dissertation is devoted to the development of principles, algorithmic support and software of an intelligent system of computer mathematics for automating the process of analysis and solving linear algebraic systems with sparse matrices on hybrid architecture computers. The introduction substantiates the relevance of the topic, formulates the purpose and tasks of the research, reveals the scientific novelty and practical value of the work, and presents its general characteristics. The first chapter is devoted to the review of the literature on the topic of the dissertation and justification of the choice of research direction. The second chapter explores the mathematical apparatus of computer research of linear systems with approximate data; a parallel block algorithm for LLT-factorization of "cloud" matrix was developed, the acceleration and efficiency of parallel algorithms were investigated. In the third chapter, algorithms for automatic identification of the structure of sparse matrices and their regularization based on machine learning methods and neural network technologies are developed. A convolutional neural network "Sparse Matrix Vision" was built. Software implementation and numerical experiments were carried out. In the fourth chapter, principles, architecture, and composition of the intelligent system of computer mathematics (ISCM) for automating the process of research and problem solving are developed, and its computer implementation is proposed. The results of practical computations are presented. The effectiveness of algorithmic and software of ISCM on a number of problems of mathematical modeling in the construction industry was studied.

Research papers

Khimich O.M., Chistyakova T.V., Sidoruk V.A., Yershov P.S. Adaptive Computer Technologies for Solving Problems of Computational and Applied Mathematics. Cybernetics and Systems Analysis. 2021. Vol. 57, №6. P. 990–997.

Хіміч О.М., Чистякова Т.В., Сидорук В.А., Єршов П.С. Адаптивні алгоритми дослідження задач в змінному комп’ютерному середовищі. Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології. 2021. Вип. 33. С. 181-185.

Чистякова Т.В., Єршов П.С. Про вибір розрядності обчислень в інтелектуальній системі обробки матриць. Математичне та комп’ютерне моделювання. Серія: Фізико-математичні науки. 2019. Вип. 19. С. 193–198.

Сидорук В.А., Єршов П.С. Адаптивний алгоритм розв’язання систем рівнянь з блочно-хмарочосними матрицями. Міжнародний науково-технічний журнал «Проблеми керування та інформатики». 2022. Т.67, №5. С.17–31.

Хіміч О.М., Чистякова Т.В., Сидорук В.А., Єршов П.С. Інтелектуальна система комп’ютерної математики INPARSOLVER. Штучний інтелект. 2020. №4, т.25. С. 60–71.

Чистяков О.В., Ніколайчук О.О., Єршов П.С. Про математичне моделювання задач стійкості конструкцій на сучасних комп’ютерах. Компьютерная математика. 2018. №2. С. 30−37.

Сидорук В.А., Єршов П.С., Богурський Д.О., Марочканич О.Р. Інтелектуалізація обчислень для задач математичного моделювання складних процесів і об’єктів. Компьютерная математика. 2019. №1. С. 143–150.

Khimich A., Sydoruk V., Yershov P. Intellectualization Of Computation Based On Neural Networks For Mathematical Modeling. 2019 IEEE International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), 18-20 Dec. 2019. IEEE: 2019. P.445-448.

Files

Similar theses