数值计算与计算机应用 2009, 30(1) 21-29 DOI:     ISSN: 1000-3266 CN: 11-2124/TP

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自动微分; 梯度; 切线性模式; 伴随模式
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自动微分方法在XIAMEN软件优化中的应用

陈晓宇1  程强1, 宋金帅2, 迟学斌1,吴玮2

  1. 中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心, 北京, 100190
  2. 厦门大学化学系, 物理化学研究所, 固体表面物理化学国家重点实验室,   福建厦门, 361005

摘要

比起有限差分方法来, 运用自动微分方法计算函数的梯度在计算时间和计算精度方面都具有明显的优势. 使用伴随模式计算函数的梯度, 在XIAMEN软件优化中得到了明显的加速效果. 使用ADG系统自动生成伴随模式, 大大降低了伴随模式的开发时间和难度. 重点讨论了伴随模式实现的几个关键难题,  并给出了几个典型应用的数值结果.

关键词 自动微分; 梯度; 切线性模式; 伴随模式  

USING AUTOMATIC DIFFERENTIATION IN THE OPTIMIZATION OF XIAMEN SOFTWARE

Chen Xiaoyu1,  Cheng Qiang1, Song Jinshuan2,  Chi Xuebin1, Wu Wei2

  1. Supercomputing Center of Chinese Academy of     Science, Beijing 100190, China
  2. Department of Chemistry,   Institute of Physical Chemistry, key Laboratory  of Solid Surface  Physical Chemistry, Xiamen University, Xiamen 361005,  Fujian, China

Abstract:

Compared to the Finite Differecing method, the Automatic Differentiation method has significant  advantage in  terms of the running time and the
computational precision. By using the  adjoint model to claculate gradinents, the  XIAMEN software is optimized with apperent speedup. The
ADG sofware is used to automatically generate the adjoint model, which dramatically reducing  the labors and the difficulty of the implementation process.  Severel related techniques are discussed and several testing results  are presented.

Keywords: automatic differentiation; gradient; tangent linear model; adjoint model  
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