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多线程求解一元高次方程的方法研究

王立颖

多线程求解一元高次方程的方法研究

王立颖1
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作者信息

  • 1. 渤海大学
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摘要

科学研究和工程计算问题中,一元高次方程具有重要的应用。求解一元高次方程的迭代法有很多,包括牛顿法及其改进方法等,但是它们需要选取初始值,并且存在收敛性受此初始值影响,不能求得方程全部解等不足之处。因此,针对一元高次方程的实数根和复数根的求解工作,设计有效的求解方法是一项很有意义的研究。 多线程技术能够满足人们在求解实际问题时对于计算速度和计算精度的要求,因此它在解决复杂程度高、规模大的问题时具有至关重要的作用。它具有较强的灵活性,可以显著提高计算速度,同时可以充分利用现有的硬件资源实现计算效率的最大化。 本文着重对应用多线程技术求解一元高次方程的方法进行研究,设计并实现了基于传统方法的改进算法,围绕多线程的并发机制能够显著提高计算速度进行研究,主要完成的工作如下: (1)多线程技术的相关内容介绍,包括线程与进程的区别,线程机制及多线程工作原理等。 (2)着重对应用传统迭代法求解一元高次方程实数根进行研究,针对其收敛速度依赖初始值,可能出现求解不完全情况,采用多线程技术与黄金分割法结合的方式进行求解。利用黄金分割法较好的全局收敛性,结合多线程技术良好的并发性,能够实现有效缩短迭代次数,减少迭代所需时间,所求解具有完全性,显著提高计算速度的目标。 (3)着重研究了常用于求解复数根的方法——劈因子法。针对该方法收敛性不确定的不足,采用多线程技术与遗传算法结合的方式进行求解,利用遗传算法自组织自适应的特点及良好的全局寻优能力,有效保证算法收敛性,实现快速求得方程全部复数根的目标。

关键词

一元高次方程/多线程技术/遗传算法/劈因子法

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授予学位

硕士

学科专业

软件工程

导师

于湛麟

学位年度

2018

学位授予单位

渤海大学

语种

中文

中图分类号

O1
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