Cache-oblivious Algorithms

Abstract

V této práci se zabýváme výpočetním modelem cache-oblivious algoritmů, který je inspirovaný chováním paměťové hierarchie současných počítačů. V tomto modelu studujeme některé grafové algoritmy a techniky jejich návrhu. Zabýváme se zejména procházením grafu, rozkladem na komponenty souvislosti a hledáni v inkluzi maximálního párování. Taktéž zkoumáme třídění a násobení matic jako podproblémy mnohých grafových algoritmů. Mimo dříve známých algoritmů uvádíme i několik nových. Jejich efektivitu posuzujeme jak asymptoticky, tak experimentálně na reálném hardwaru a srovnáváme je s klasickými algoritmy.

In this work, we study the cache-oblivious computation model, which is inspired by the behaviour of the memory hierarchy of current computers. We study several graph algorithms and techniques of their design in this model. We consider graph searching, identifying connected components and computing maximal matching. We also study sorting and matrix multiplication as subproblems of many graph algorithms. In ad- dition to previously known algorithms, we present several new ones. We study their efficiency both by the means of asymptotic complexity and by benchmarking them on real hardware and we compare them with classical algorithms.