基于linux环境下arpack的安装及应用new

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1、http://www.paper.edu.cn基于Linux环境下ARPACK的安装及应用胡文科，王骥，杜建科宁波大学压电器件技术实验室，宁波(315211)E-mail：hwke12@mail.nbu.edu.cn摘要：ARPACK是一个用来求解大规模特征问题的软件包，ARPACK软件包可以解决来自重大应用领域内的大规模对称、非对称(包括Hermiton、non-Hermiton)和广义特征值问题。但要使用这个软件进行编程计算就必须有函数库的支持，即必须取得ARPACK软件包并编译，从而生成libarpack_linux.a函数库。本文给出了ARPACK的详细配置安装步骤并通

2、过具体实例就如何进行ARPACK编程进行了阐述，所给出的代码均在曙光TC4000L上运行成功。关键词：Linux；ARPACK软件包；特征值中图分类号：TP3191．引言2ARPACK软件包本身是一个Fortran77子程序的集合。该软件使用n·O(k)+O(k)的存储开销计算满足用户要求的k个特征值，这包括具有最大实部、最大虚部或最大模的特征值[1][3]。ARPACK软件包是基于隐式重开始Arnoldi/Lanczos方法（IRAM：ImplicitlyRestartedArnoldi/LanczosMothed）的实现。Arnoldi/Lanczos是一个用来求解大规模n

3、×n矩阵几个端特征值的重要方法，特别适合于大规模稀疏矩阵或结构矩阵的特征问题的求解，这里的结构是2[2]指一个矩阵-向量积w←Av的浮点运算需求是O（n）而不是O（n）。因为低的存储和计算需求，这个技术适合大规模特征问题。2．ARPACK配置和安装2.1解压及文件说明获得ARPACK软件包后，先拷贝到所设定的安装目录，然后按一下方式解压安装文件：tar–zxvfarpack96.tar.z就会在所设定的安装目录下生成一个ARPACK目录。在这个目录中的内容包括：7个子目录：ARMAKES，BLAS，DOCUMENTS，EXAMPLES，LAPACK，SRC，UTIL。3个文件：

4、Makefile，README，ARmake.inc。LAPACK和BLAS子目录下包含ARPACK许多子程序，SRC子目录下包含ARPACK软件包的所有逆通讯接口子程序及辅助子程序。UTIL子目录下包含ARPACK的所有输出子程序。DOCUMENT子目录下包含三个文档文件：ex-complex.doc，ex-nonsym.doc，ex-sym.doc。EXAMPLES子目录下包含ARPACK的所有驱动程序例子。2.2修改安装文件要成功安装ARPACK，首先必须正确的修改ARmake.inc文件。本文根据库文档、编译器以及所使用选项情况修改ARmake.inc文件。针对本文所使

5、用的系统，作了相应的修改如下：home=$(HOME)/arpackPLAT=linuxARPACKLIB=$(HOME)/mindlin/libarpack_$(PLAT).aFC=f77MAKE=/usr/bin/make-1-http://www.paper.edu.cn命令参数说明：home=$(HOME)/arpack是宏命令，指定安装文件的位置；PLAT=linux说明安装平台；ARPACKLIB=$(HOME)/mindlin/libarpack_$(PLAT).a指定库文件安装在$(HOME)/mindlin/这个目录下；FC=f77指定你所用的编译器。2.3安

6、装及调试修改完ARmake.inc后，在LINUX下执行makelib就会在指定的目录中生成libarpack_linux.a这个库文件。可以执行ARPACK/EXAMPLES目录下的一些驱动程序，如果这些程序能成功的运行，则说明ARPACK已成功安装，否则，就必须根据错误原因再次修改Armake.inc文件。另外，如果无法正确编译ARPACK/EXAMPLES目录下的一些驱动程序，就需要修改Makefile文件，即在Makefile文件中增加PRECISION=sdrvddrvcdrvzdrv。这样就能编译这些驱动程序。3．ARPACK编程ARPACK为求解不同模式的矩阵特征

7、问题提供了相应的驱动程序，这些驱动程序可被用作模板。用户通过适当的修改这些模板，可以得到求解具体特征问题的程序。为了帮助用户使用这些驱动程序建立求解相应特征问题的应用代码，下面给出使用这些驱动程序时应遵循的一些步骤：ò选择一个合适的驱动程序。ò确定和构造在驱动程序中使用的矩阵OP和矩阵B。ò用上述OP和B替代逆向通讯接口中的OP和B。ò修改问题依赖的变量。ò核查计算结果的精度。3.1OP和B的构造OP和B的构造与特征问题的类型及采用的求解方式有关。表1给出了几个主要特征值问题求解时OP和B的