RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Вычислительная математика и информатика» // Архив

Вестн. ЮУрГУ. Сер. Выч. матем. информ., 2024, том 13, выпуск 1, страницы 22–37 (Mi vyurv310)

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



© МИАН, 2024