科学计算作用什么是科学计算? 粗略地说

科学计算作用什么是科学计算? 粗略地说,科学计算是指利用计算机再现、预测和发现客观世界运动规律和演化特性的全过程,包括建立物理模型,研究计算方法,设计并行算法,研制应用程序,开展模拟计算和分析计算结果等过程,图1 是一幅表示科学计算过程的流程图,用这个图来说明作者对科学计算的理,要做科学计算

有了研究对象, 要针对其主要特征,抓住主要矛盾,建立物理模型,所谓物理模型就是描述研究对象的一组方程以及约束方程组的初边值条件,还有相应的物理参数,有了物理模型,需要采用与物理模型相适应的计算方法与算法,研制应用程序.所谓应用程序,形象一点说就是计算机语言编写的小说

对于科学计算,经常使用的计算机语言有FO RT RAN 语言和C 语言

应用程序在计算机上进行运行,也就是利用计算机进行计算、求解方程组, 获得方程组在特定约束条件下的解.与解析理论得到的方程或方程组的解不同,计算机求得的解不是一个表达式或一组表达式,而是一个数据集———海量数据集

有了数据, 需要对数据进行分析和评估,判断结果的正确性, 发现新的现象, 总结新的规律, 认识新的机制, 再现和预测研究对象的运动规律和演化特性, 进而进行真实实验或产品的理论设计, 产生新的知识、新的成果、新的生产力.我们经常听到计算机仿真这个说法.实际上, 科学计算的本质不是仿真而是求真.在科学计算的流程中, 应用程序研制之前的工作主要依靠研究人员, 是“人脑”的事情.应用程序之后的工作不仅仅依靠研究人员, 还需要有计算机硬件作为基础与前提, 是“人脑”加“电脑”的事情.高性能的计算机系统和数据分析处理系统是做好科学计算的必要条件, 是科学计算的重要组成部分.特别要强调的一点是, 对于科学计算来说, 电脑是不可或缺的, 但是只有充分发挥了人脑的作用, 才能最大限度地发挥电脑的作用, 才能做好科学计算,达到科学计算的根本目的.从流程图1 的分析, 我们还可以看到, 科学计算需要物理、数学与计算机等方面人才的合作,需要多学科交叉融合.只有物理建模、计算方法、并行算法、程序研制和高性能计算机等方面有机结合,物理、数学与计算机等学科的人员真正融合, 才能做好科学计算

 

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