Araştırma Makalesi

Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri

Cilt: 28 Sayı: 84 30 Eylül 2026
PDF İndir
TR EN

Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri

Öz

Seyrek alt üçgen matris çözümünün (SAÜMÇ) çok çekirdekli mimarilerde optimizasyonu, veri bağımlılıklarından ve girdi matrisin düzensiz seyreklik yapısından kaynaklanan performans darboğazları nedeniyle zordur. Literatürde, matrisi daha küçük alt problemlere bölerek ve bu alt problemleri uygun yöntemlerle ve/veya uygun mimariler üzerinde çözerek performansı artırmayı amaçlayan geniş bir SpTRSV optimizasyon yöntemleri yelpazesi bulunmaktadır. Matrisin bölünmesine alternatif olarak, bağımlılık grafının dönüştürülmesi yoluyla seyreklik yapısının daha homojen bir hâle getirilmesi de etkili bir optimizasyon yöntemi olarak literatürde öne çıkmıştır. Satırlarla temsil edilen denklemleri yeniden yazarak bağımlılık grafını dönüştürmek, sınırlı hesaplamalara sahip bölgelerde paralel yürütmeyi etkinleştirir veya geliştirir, yük dengelemesini sağlar ve grafın kritik patika uzunluğunu azaltır. Bu çalışmada, seyrek girdi matrisinin ve kullanılan mimarinin özelliklerinden yararlanan üç sezgisel (heuristic) tabanlı graf dönüşüm stratejisi önerilmektedir. İki farklı SAÜMÇ uygulamasıyla yapılan deneylerde, geliştirilen stratejiler 3,42× ve 2,88×’e kadar hızlanma elde ederek, literatürdeki sezgisel tabanlı bir dönüşüm stratejisinin ulaştığı 2,13× ve 1,31×’lik en yüksek hızlanmaları aşmaktadır. Geliştirilen graf dönüşüm stratejileri, kullanılan SAÜMÇ algoritmasından bağımsız olup diğer optimizasyon teknikleriyle entegre edilebilir niteliktedir; bu da esneklik ve taşınabilirlik sağlamaktadır.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜḂİTAK)

Proje Numarası

121E612

Etik Beyan

Hazırlanan makalede etik kurul izni alınmasına gerek yoktur.

Kaynakça

  1. Naumov M. Parallel Solution of Sparse Triangular Linear Systems in Preconditioned Iterative Methods on the GPU. NVIDIA, Technical Report; 2011.
  2. Saad Y. Iterative Methods for Sparse Linear Systems. Computers & Mathematics with Applications 2001;8:423-440. doi:10.1016/S0898-1221(01)80034-2.
  3. Van Loan CF, Golub GH. Matrix Computations. 3rd ed. Baltimore: Johns Hopkins University Press; 1996.
  4. Çuğu İ. Parallel Solution of Sparse Triangular Linear Systems on Multicore Platforms [Yüksek Lisans Tezi]. Ankara: Bilkent Üniversitesi; 2018.
  5. Ahmad N, Yılmaz B, Unat D. A Split Execution Model for SpTRSV. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems 2021;32(11):2809-2822. doi:10.1109/TPDS.2021.3074501.
  6. Bradley AM. A Hybrid Multithreaded Direct Sparse Triangular Solver. İçinde: SIAM Workshop on Combinatorial Scientific Computing (CSC), Philadelphia; 2016, s. 13-22. doi:10.1137/1.9781611974690.ch2.
  7. Mayer J. Parallel Algorithms for Solving Linear Systems with Sparse Triangular Matrices. Computing 2009;86(4):291-312. doi:10.1007/s00607-009-0066-3.
  8. Totoni E, Heath MT, Kale LV. Structure-Adaptive Parallel Solution of Sparse Triangular Linear Systems. Parallel Computing 2014;40(9):454-470. doi:10.1016/j.parco.2014.06.006.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Paralel ve Dağıtık Sistemler, Performans Değerlendirmesi, Yüksek Performanslı Hesaplama

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2026

Gönderilme Tarihi

17 Kasım 2025

Kabul Tarihi

26 Ocak 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 28 Sayı: 84

Kaynak Göster

APA
Yilmaz, B. (2026). Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 28(84), 409-423. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288408
AMA
1.Yilmaz B. Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri. DEUFMD. 2026;28(84):409-423. doi:10.21205/deufmd.2026288408
Chicago
Yilmaz, Buse. 2026. “Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28 (84): 409-23. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288408.
EndNote
Yilmaz B (01 Eylül 2026) Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28 84 409–423.
IEEE
[1]B. Yilmaz, “Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri”, DEUFMD, c. 28, sy 84, ss. 409–423, Eyl. 2026, doi: 10.21205/deufmd.2026288408.
ISNAD
Yilmaz, Buse. “Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28/84 (01 Eylül 2026): 409-423. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288408.
JAMA
1.Yilmaz B. Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri. DEUFMD. 2026;28:409–423.
MLA
Yilmaz, Buse. “Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, c. 28, sy 84, Eylül 2026, ss. 409-23, doi:10.21205/deufmd.2026288408.
Vancouver
1.Buse Yilmaz. Seyrek Alt Üçgen Matris Çözümü Optimizasyonu İçin Verimli Graf Dönüşüm Stratejileri. DEUFMD. 01 Eylül 2026;28(84):409-23. doi:10.21205/deufmd.2026288408

Bu dergi, Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı (CC BY-NC 4.0) altında lisanslanmıştır.

download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJmaWxlIiwicGF0aCI6IjliNTAvMDBjMi8xZmIxLzY5MjZmZDIyOGE1NzgyLjA3MzU5MTk2LnBuZyIsImV4cCI6MTc2NDE2OTE1Nywibm9uY2UiOiJhZDRmNjNlNzdhOWYwOWQ4YTNjNGVmNGIxOTFlZWViNyJ9.4Dxgc9mc-p4Tyti8NTU5pxEfGUWeuJud1fPWxu2mUy8