數(shù)值計(jì)算-韓琦課件

數(shù)值計(jì)算與信息處理課程介紹韓琦重慶科披學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院數(shù)值計(jì)算方法20世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)發(fā)明-計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)是對人腦的模擬,它強(qiáng)化了人的思維智能;計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用,已不僅僅是一種科學(xué)技術(shù)現(xiàn)象,而且成了一種政治、軍事、經(jīng)濟(jì)和社會現(xiàn)象;沒有軟件的支持,超級計(jì)算機(jī)只是一堆廢鐵而已;軟件的核心就是算法。算法猶如樂譜,軟件猶如CD盤片,而硬件如同CD唱機(jī)?，F(xiàn)代科學(xué)研究的三大支柱理科科計(jì)算數(shù)學(xué)論研實(shí)計(jì)究驗(yàn)算科學(xué)計(jì)算口科學(xué)計(jì)算ScientificComputing(計(jì)算科學(xué)ComputationalScience)●使用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)與計(jì)算器的技術(shù),借助計(jì)算機(jī)高速計(jì)算的能力,來解決現(xiàn)代科學(xué)、工程、經(jīng)濟(jì)或人文中的復(fù)雜問題狹義的科學(xué)計(jì)算是針對某些特定的數(shù)學(xué)問題,設(shè)計(jì)有效的計(jì)算方法來求解,即為數(shù)值計(jì)算/數(shù)值分析/計(jì)算方法●科學(xué)計(jì)算是一門工具性、方法性、整合性的新學(xué)科,是各種科學(xué)與工程計(jì)算領(lǐng)域(如:氣象、地震、核能技術(shù)、石油探勘、航天工程、密碼解譯等)中不可缺少的工具。計(jì)算數(shù)學(xué)是科學(xué)計(jì)算的核心與基礎(chǔ)科學(xué)計(jì)算●隨著計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展,數(shù)值計(jì)算方法已深入到各個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域,計(jì)算性交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn),如計(jì)算力學(xué)、計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)、計(jì)算生物學(xué)、計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)等?！袷褂糜?jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理及分析已成為人類科技活動的主要方法之一。熟練地使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算,已成為科技工作者的一項(xiàng)基本技能。數(shù)值問題的來源實(shí)際問題建立數(shù)學(xué)模型數(shù)值問題重點(diǎn)討論數(shù)值求解設(shè)計(jì)高效、可問題靠的數(shù)值方法近似結(jié)果輸出(上機(jī)—(設(shè)計(jì)計(jì)算例如:(1)某一地區(qū)的地形圖,用空中航測方法,空中連續(xù)拍照(2)為形成三維地形圖,建立了一個(gè)大型超定線性方程組(3)采用最小二乘方法求解該方程組的最小二乘解,然后再整體平滑。(4)編程序,形成一個(gè)大型程序,上機(jī)進(jìn)行計(jì)算。數(shù)值計(jì)算方法的特點(diǎn)1.離散:定量地處理連續(xù)問題2.逼近:選代,最終收斂于解。學(xué)習(xí)數(shù)值計(jì)算的益處口數(shù)值計(jì)算是強(qiáng)大的問題求解工具。在工程中大規(guī)模方程組、非線性系統(tǒng)和復(fù)雜的幾何問題,用解析方法對其求解幾乎是不可能的。數(shù)值計(jì)算可以得到達(dá)到精度要求的近似解?？谠趯?shí)際工程中,經(jīng)常用到一些已經(jīng)封裝了數(shù)值計(jì)算的商業(yè)軟件。如果掌握數(shù)值方法的基本知識,就可以自己動手編寫一些簡單的程序,避免花費(fèi)大量的資金購買商業(yè)軟件。口數(shù)值計(jì)算方法為加深對數(shù)學(xué)的理解提供了一個(gè)工具。數(shù)值計(jì)算方法