[В смятении] Fortran vs C vs C++

Если ты ещё долго будешь в этой области работать, смотри что в ней используется. Смотри, на чём нужные либы есть и с чем их проще использовать. Нам говорили, что вся архаичность Фортрана перекрывается теми тучами библиотек, которые есть для него и которые на Си переписывать некому.

1. Никто не запрещает использовать фортрановские либы из Си и Си++

2. Никто не запрещает конвертировать Фортран код в Си.

> Поэтому и возник у меня вопрос на чем писать свою прогу для численных расчетов (МКЭ).

mkl (если студент или есть денюжка)

или свободные реализации того-же. Язык большого значения не имеет, т.е. что лучше знаешь.

Я в своей работе (препроцессор для МКЭ) использую C++, т.к., изначально проще строить систему абстракций (по отношению к C) и, как было упомянуто выше, наличие контейнеров существенно упрощает процесс разработки. Да и вопрос выбора языка среди указанных должен сводится к простоте и эффективности разработки и устранения ошибок, т.к., несколько процентов увлечения скорости вычисления вряд ли будут критическими. кросскомпильность необходимо обеспечить прежде всего для гуи (числодробильные классы портабельны на любом из тех приведенных языков), что я обеспечил использованием wxWidgets + linux hosted cross-compilation (машина с виндой дома отсутствует, бинарники генерировать иногда нужно).

Можно посмотреть в сторону библиотеки PETSc. Поддерживается и C, и C++, и FORTRAN. К тому же много полезного «внутри» - методы ЛА (интерфейсы к BLAS/LAPACK), распараллеливание.

PETSc может использоваться в OOFEM (если говорить про МКЭ).

А где берётся f2c и где о нём читается?

Сам f2c есть в любом дистрибутиве линуха, сорцы гуглятся. libf2c надо линковать с программой, но это не проблема, в той же студии оно прекрасно собирается. А некоторые библиотеки, например spherepack, транслируется в Си код таким образом, что вообще никаких дополнительных зависимостей не требуется.

я раньше писал на Фортране, теперь пишу на C++. Если не морочиться с умными указателями и прочим наследованием, скорость такая же, как и у фортрана (g++ vs gfortran)

> З.ы. в фортране работа с матрицами

Только в 90-м. В 77, коего еще немало — фиг.

> Сдается мне, что для вашей задачи достаточно Matlab'а и ему подобных.

+100500 Не парьте себе мозг и чейтателей/пейсателей этого топика (если это не было целью его (топика) создания конечно же);)

Потом обнаружил, что библиотек для численных расчётов для C++ на самом деле поболее, а Fortran это ещё тот геморой, и ушёл полностью на C++.

+1

Кто забыл, напомню: Java быстрее Fortran-а http://www.linux.org.ru/news/java/3147384#comment-3150996

Можно по подробнее про BLAS.

Это набор высокооптимизированных функций для алгебраических расчетов. Свое перемножение обычных матриц, например, писать при наличии BLAS - бессмысленно. Я пользовался реализациями atlas и cublas. Они работают.

Я в курсе что это. Меня интересует реализация под си. Т.е. как его применить.

ТЫ не смотрел, может тебе прийдёться писать очередной велосипед?!

Велосипед нужен под мой диссер с нестандартными квадратными колесами.

f2c есть. Я все используемые фортрановские библиотеки через него прогоняю, чтоб компилилось всё одинаково под всеми платформами в том числе и под студией.

Надо попробовать.

конкретно для МКЭ - возможно, С++ будет удобней Си. Но вообще... можешь попробовать питон, у него с математикой весьма не дурственно. Попробуй на паре юнит-тестов производительность померять, чтобы понять, какой именно язык тебе более удобен и подходящ для твоих задач.

ЗЫж нет лучшего языка, есть лучший выбор языка к задаче исходя из ряда входных данных.

Ответ зависит от количества процессоров:

1. расчет на одной машине: используй что угодно -
хоть brainfuck.
2. кластер где число процессоров < 100: fortran или C или C++
3. > 100: только C++(точнее нужен С с классами + шаблоны)
и надо забыть про линейную алгебру(если задача параболическая,
то это можно сделать, если же эллиптическая...)

> Велосипед нужен под мой диссер с нестандартными квадратными колесами.

Тех кто будет принимать ваш диссер будут интересоваться новизной вашей работы (новые подходы, идеи, алгоритмы и т.п.). А ваша программа написанная на фортране, плюсах или еще каком-нибудь языке будет интересовать их в последнюю очередь.

+1

>Тех кто будет принимать ваш диссер будут интересоваться новизной вашей работы (новые подходы, идеи, алгоритмы и т.п.). А ваша программа написанная на фортране, плюсах или еще каком-нибудь языке будет интересовать их в последнюю очередь.

более того, защищается в первую очередь текст диссертации (в котором изложена новизна методов, подходов, решений и т.д.). А программа нужна вам, руководителю и тем НИИ или предприятиям, которые будут давать акт внедрения.

> и надо забыть про линейную алгебру(если задача параболическая, то это можно сделать, если же эллиптическая...)

Что значит забыть? Какая разница какая задача? Всё равно при решении возникает куча векторных операций и обращение матрицы.

Имею опыт работы с числодробильней и на с/с++ и на фортране. На фортране разработка несравненно быстрее, код читабельнее (мое субъективное), программы работают быстрее (используйте Intel fortran) Используется кстати много где. Просто у фортрана очень узкая ниша (низкоуровневая числодробильня). Здесь пока ничего лучше нет. Использовать фортран для чего-либо еще - гемморой жуткий. Си для численных имхо не годится совершенно.

Я на фортране писал мало, но такого же мнения о нем. Если можно алгоритм легко выразить на фортране, то лучше взять его вместо си и плюсов. И потом, когда еще будет возможность у ТС что-то дельное написать на фортране? :)

А GUI-морду можно написать на чем-угодно. Хоть на питоне.

в параболической задаче
можно отказаться от
обращения матрицы
(грубо говоря неявную схему
разрешать явной схемой)

5 лет уже не занимаюсь
подобными вещами, поэтому
не знаю существуют ли
сейчас эффективные (> 50%)
способы обращения матрицы
(пусть даже специального вида)
на большом количестве процессоров.

> в параболической задаче можно отказаться от обращения матрицы (грубо говоря неявную схему разрешать явной схемой)

Каким образом? Простейший пример можно ?

> подобными вещами, поэтому не знаю существуют ли сейчас эффективные (> 50%) способы обращения матрицы (пусть даже специального вида)

Если существует эффективный способ умножения матрицы на вектор, то можно эффективно распараллелить метод Арнольди. Правда преимущество по сравнению с LU разложением получим только на больших n.

препринт ИПМ Келдыша за 1987 год
Локуциевский В. О., Локуциевский О. В.,
Применение чебышевских параметров для
численного решения некоторых
эволюционных задач.

там вся мат часть.

А ваша программа написанная на фортране, плюсах или еще каком-нибудь языке будет интересовать их в последнюю очередь.

Это интересует меня. Важно удобство и скорость - мой выбор оказался правильным.

Скачать где?

вряд ли это возможно.

если живешь в москве
то зайди в институт и
попробуй договориться с
библиотекой о распечатке
(там правда охрана стоит)

Миусская площадь дом 4
рядом с РГГУ
(метро Беларусская или Новослободская)

если задача параболическая, то это можно сделать, если же эллиптическая

в параболической задаче можно отказаться от обращения матрицы (грубо говоря неявную схему разрешать явной схемой)

Э-э-эм... мсье ничего не перепутал?

>>> Можно по подробнее про BLAS.

Это набор высокооптимизированных функций для алгебраических расчетов. Свое перемножение обычных матриц, например, писать при наличии BLAS - бессмысленно. Я пользовался реализациями atlas и cublas. Они работают.

Я в курсе что это. Меня интересует реализация под си. Т.е. как его применить.

Ну реализации для си есть, их применяют. Например, atlas и cublas. Применяют для линейной алгебры - операций с матрицами и векторами. Как - как обычные сишные библиотеки, подключают заголовочный файл и указывают при линковке. Вообще вопрос «можно поподробнее про BLAS» довольно неясный. И «Меня интересует реализация под си» ясности мало добавляет.

а что я перепутал?

задача эллиптическая -
здраствуй обращение матрицы.

задача параболическая -
(разрешенеие неявной схемы в лоб) -
здраствуй обращение матрицы.

в свое время придумали эффективный
метод обращения - знаменитый метод прогонки
(мой научрук рассказывал что ему давали
читать описание алгоритма только под охраной
часового с винтовкой)
но у метода плохая эффективность
распараллеливания

Если я всё правильно понял, метод изложен в последнем параграфе книги В.И.Лебедева «Функциональный анализ и вычислительная математика».

Книжка в интернете находится. :)

Ага, нашел, прочитал, вспомнил. Это же основа легендарной программы dumka, которой о которой так любит упоминать Лебедев. В общем, без линейной алгебры никуда, особенно если посмотреть на первоначальнуй формулу 11.14 от которой потом пляшут. CUDA в таком методе очень хорошо будет работать.

можешь скинуть книгу
или ссылку мне на мыло:
h1t@mail.ru

скинул

спасибо.
да, это тот метод.

но не понял твоего замечания
про линейную алгебру:
метод сводится к итерациям
по формулам ЯВНОЙ схемы,
т.е. не нужно разрешать
никаких уравнений.

Решать уравнений не надо, но надо работать с веторами. Сумма, разность ... Если в правой части операторы стоят, то еще и умножение на матрицу появится.

Может все-таки прочитаешь ссылку и подумаешь?

Гм. Все релаксационные методы основаны на введении некой «эволюции» в уравнение. Например, эллиптические задачи сводятся к эффективно параболическим, которые можно надеяться решать по явной схеме (ergo без обращения матриц).

Иногда это можно сделать даже без зверских ограничений на шаг — см. ссылку выше. Более того, есть и релаксационные методы с ЧНП и работают сравнительно эффективно с прочим релаксационными (у Самарского об этом написано, кажется).

Спасибо, Капитан.

зри в корень
(в данном случае в физику)

простой пример:
навье-стокс для несжимаемой жидкости.
для физики требование несжимаемости
означает что возмущения распространяются
мгновенно(т.е у нас появляется «глобальность»
в задаче)
при распарраллеливании возникновение
слова «глобальность» это смерть
(поэтому любой ценой пытался отказаться от
линейной алгебры)

и релаксация здесь не поможет - фиктивое
время этой релаксации должно быть достаточным
чтобы все возмущения в системе затухли -
легче будет матрицу обратить :-)

Для расчетов течений есть более качественные методы, чем такое прямолинейное трактование формул. Так что здесь это ни к чему.