Распределение квадратов и проверка гипотез в нечетных разбиениях чисел
А. A. Самойлов Южно-Уральский государственный университет (454080 Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, д. 76)
Аннотация:
В статье рассматриваются разбиения натурального числа
$n$, части которого различны, нечетны и их произведение не является квадратом. Такие разбиения применимы для определения ранга группы центральных единиц целочисленного группового кольца знакопеременной группы. Количество разбиений растет экспоненциально, следовательно, задача перебора является вычислительно затратной. В статье предложен параллельный алгоритм в общей памяти для нахождения количества разбиений числа
$n$ с дополнительными условиями. Алгоритм основан на концепции распараллеливания по данным и использовании вложенного параллелизма. Выделяется множество длин
$K$ разбиения числа
$n$, элементы которого обрабатываются параллельно. Во время обработки длины
$k$ разбиения числа
$n$ выделяется множество уровней
$L$, рассмотрение которого также выполняется параллельно. Приемлемые значения ускорения и параллельной эффективности предложенного алгоритма получаются при использовании двух нитей на параллельный регион по длинам и двух — по уровням. Таким образом, ускорение при разных
$n$ превышает
$2.1$, а параллельная эффективность не опускается ниже
$50\%$. Полученные результаты использованы для проверки гипотез Каргаполова и анализа распределения значений нечетных разбиений на некоторых диапазонах. Предложен алгоритм поиска оптимального коэффициента
$c$. С помощью этого алгоритма получена асимптотическая формула количества разбиения числа
$n$, в котором части различны и нечетны, а их произведение является квадратом. Эта формула основана на экспериментальных данных и сформулирована как гипотеза.
Ключевые слова:
разбиение натурального числа, асимптотическая формула, параллельные вычисления, OpenMP.
УДК:
004.021,
519.116 Поступила в редакцию: 10.03.2023
DOI:
10.14529/cmse240102