[发明专利]针对稀疏矩阵的数据存储方法及基于该方法的SpMV实现方法

权利要求书

1.一种针对稀疏矩阵的数据存储方法，包括下列步骤：

A、以给定列单元大小mrows的行数扫描稀疏矩阵，当扫描到非零元时，将该非零元所在列的非零元值存储到非零元数组val中；

B、计算该非零元所在列单元与前一列单元的列值差，判断非零元列单元列值差类型，将列值差类型相同的列单元作为同一列组并存储列组信息到index数组中。

2.根据权利要求1所述的针对稀疏矩阵的数据存储方法，其特征在于所述将非零元值存储到数组val的方法为：当一个列单元中的非零元值的个数小于mrows时，进行零元行填充。

3.根据权利要求1所述的针对稀疏矩阵的数据存储方法，其特征在于所述将非零元值存储到数组val的方法为：

首先将非零元值按行值的逆序排列方式存储到非零元数组val中；

然后将列单元中的非零元的分布位图存储到map数组中，位图中1表示有非零元，0表示没有。

4.根据权利要求1所述的针对稀疏矩阵的数据存储方法，其特征在于所述列组信息包含列值差类型、列组中的列单元数目和列值差值。

5.根据权利要求4所述的针对稀疏矩阵的数据存储方法，其特征在于列值差类型包括列单元连续排列、列单元不连续排列、换行和结束，列单元连续排列用常量1表示；列单元不连续排列用存储列值差所需的字节数表示，分别为1byte、2bytes或4bytes；换行表示连续多次扫描没有非零元；结束表示矩阵存储完毕。

6.根据权利要求5所述的针对稀疏矩阵的数据存储方法，其特征在于列组信息的存储方法为：

当列值差类型为常量1时，不存储列值差；

当列值差类型为换行时，存储的列单元数目为连续扫描没有非零元的扫描次数，不存储列值差；

当列值差类型为列单元不连续排列时，存储列单元数目，并顺序存储列值差值。

7.根据权利要求6所述的针对稀疏矩阵的数据存储方法，其特征在于列组信息存储到index数组的方法为：

用一个字节存储列值差类型，列值差类型占用最低的三个比特位，第四个比特位存储换行标识表示开始新一行；

用一个字节存储列单元数目，所述列单元有n个时，以n-1表示列单元数目。

8.一种基于稀疏矩阵数据存储方法的SpMV实现方法，包括如下步骤：

1)从矩阵A的index数组中读取列组的列值差类型，根据列值差类型，计算该列值差类型对应的列组中每个列单元的列值col；

2)根据每个列单元的列值col读取相应的x变量，将x变量的值和val数组中该列单元的元素分别相乘后，得到变量y的数组<y₀，y₁，...，y_mrows-1>；所述元素为经零元行填充的mrows个元素或由map数组中的分布位图确定的非零元值；

3)将列组中每个列单元计算得到的数组<y₀，y₁，...，y_mrows-1>进行累加后保存在结果数组中；

4)继续读取下一个列组的列值差类型，并计算数组<y₀，y₁，...，y_mrows-1>，保存在结果数组中。

9.根据权利要求8所述的SpMV实现方法，其特征在于所述列值col的计算方法为：

首先判断列值差类型中是否具有换行标识，若有初始化列值为0；

然后根据列值差类型在初始化列值的基础上计算当前列单元的列值：

若列值差类型为常量1，列值增加1.

若列值差类型为列单元不连续排列，则从index数组中读取该列单元的列值差值加上初始化列值，得到当前列单元的列值。

若列值差类型为换行，列值为0。

10.根据权利要求8所述的SpMV实现方法，其特征在于当列组中的列单元小于设定阈值时，将该列组与相邻列组合并。