An intervalal gorithm for solving systems of linear equations to prespecified accuracy

We describe an interval arithmetic algorithm for solving a special class of simultaneous linear equations. This class includes but is not limited to systemsAx=b whereA andb have integer entries. The algorithm uses fixed point arithmetic, and has two properties which distinguish it from earlier algorithms: given the absolute accuracy ε desired, the algorithm uses only as much precision as needed to achieve it, and the algorithm can adjust its own parameters to minimize computation time.ZusammenfassungWir beschreiben einen Intervallalgorithmus, der eine gewisse Klasse von linearen Gleichungssystemen löst. Diese Klasse enthält u. a. SystemeAx=b, bei denenA undb ganzzahlige Komponenten haben. Dieser Algorithmus verwendet Festpunktarithmetik und unterscheidet sich von früheren Algorithmen wie folgt. Erstens: Bei Vorgabe der gewünschten absoluten Genauigkeit ε des Ergebnisses benötigt der Algorithmus nur so viel Zwischengenauigkeit wie notwendig, um die Fehlerschranke ε zu erreichen. Zweitens kann der Algorithmus selbststeuernd seine eigenen Parameter dynamisch ändern, um die Rechenzeit zu minimieren.

[1]  Ramon E. Moore Methods and applications of interval analysis , 1979, SIAM studies in applied mathematics.

[2]  Jo Ann Howell,et al.  An algorithm for solving linear algebraic equations using residue arithmetic II , 1969 .

[3]  Rudolf Krawczyk,et al.  Newton-Algorithmen zur Bestimmung von Nullstellen mit Fehlerschranken , 1969, Computing.

[4]  Jo Ann Howell,et al.  An algorithm for solving linear algebraic equations using residue arithmetic I , 1969 .

[5]  Gérard Roucairol,et al.  Linear Algebra in Net Theory , 1979, Advanced Course: Net Theory and Applications.

[6]  Peter Spellucci,et al.  Untersuchungen der Grenzgenauigkeit von Algorithmen zur Auflösung linearer Gleichungssysteme mmit Fehlererfassung , 1975, Interval Mathematics.

[7]  E. Bareiss Sylvester’s identity and multistep integer-preserving Gaussian elimination , 1968 .

[8]  T. Apostol Mathematical Analysis , 1957 .

[9]  James Hardy Wilkinson,et al.  Rounding errors in algebraic processes , 1964, IFIP Congress.

[10]  Prungchan Wongwises Experimentelle Untersuchungen zur numerischen Auflösung von linearen Gleichungssystemen mit Fehlererfassung , 1975, Interval Mathematics.

[11]  Siegfried M. Rump,et al.  Kleine Fehlerschranken bei Matrixproblemen , 1980 .

[12]  James Hardy Wilkinson,et al.  Linear algebra , 1971, Handbook for automatic computation.

[13]  Kurt Lautenbach,et al.  Elements of General Net Theory , 1979, Advanced Course: Net Theory and Applications.

[14]  Alfred V. Aho,et al.  The Design and Analysis of Computer Algorithms , 1974 .