Effiziente Algorithmen für grundlegende Funktionen

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Der erfolgreiche Einsatz von Rechnern zur Problemlösung in verschiedenen Lebensbereichen basiert auf technologischen Entwicklungen, die schnellere Rechner mit größerem Speicher ermöglichen, sowie auf benutzerfreundlicheren Schnittstellen und effizienteren Algorithmen. Dieses Buch behandelt den Entwurf effizienter Algorithmen für grundlegende Probleme, die häufig als Teilprobleme in komplexeren Kontexten auftreten. Während auf der Hardwareebene, wie in Schaltkreisen und VLSI-Chips, bereits ein hoher Grad an Parallelität besteht, war lange Zeit nur sequentielles Rechnen auf höherer Ebene möglich. Mit der Entwicklung von Mehrprozessor-Rechnern ändert sich dies. Das Buch legt einen Fokus auf Algorithmen, die hinsichtlich paralleler Rechenzeit und Hardwaregröße (bei Hardwarelösungen) sowie paralleler Rechenzeit, Anzahl der Prozessoren und Speicherplatz (bei Softwarelösungen) effizient sind. Es werden effiziente Algorithmen für den Entwurf optimaler PLAs diskutiert, gefolgt von grundlegenden arithmetischen Funktionen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division sowie symmetrischen und Speicherzugriffsfunktionen, hauptsächlich aus der Hardwareperspektive. Für Matrixoperationen, einfache Graphenprobleme, Sortierprobleme und elementare Zahlentheorie werden effiziente Softwarelösungen präsentiert. Zudem werden Methoden zur automatischen Parallelisierung sequentieller Algorithmen, Reduktionskonzepte zur Komplexitätsbewertung un