理论教育 计算方法的研究对象与特点:全面分析

计算方法的研究对象与特点:全面分析

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:计算方法又称数值分析,属于计算数学的范畴,是研究各种数学问题的数值方法设计、分析以及有关的数学理论和具体实现的一门学科。所以,计算方法既是一个基础性的,同时也是一个应用性的数学学科,与其他学科的联系十分紧密。计算方法是一门与计算机使用密切结合的、实用性很强的数学课程,它既有纯数学的高度抽象性与严密科学性的特点,又有应用广泛性与实际实验的高度技术性的特点。

计算方法的研究对象与特点:全面分析

计算方法又称数值分析,属于计算数学范畴,是研究各种数学问题的数值方法设计、分析以及有关的数学理论和具体实现的一门学科。由于近几十年来计算机的迅速发展,数值计算方法的应用已经普遍深入到各个科学领域,很多复杂的和大规模的计算问题都可以在计算机上进行计算,新的、有效的数值计算方法不断出现。现在,数值计算已经成为各门自然科学和工程技术科学的一种重要手段,与实验和理论并列的一个不可缺少的环节。所以,计算方法既是一个基础性的,同时也是一个应用性的数学学科,与其他学科的联系十分紧密。

由于大量的问题要在计算机上求解,所以本书要对各种数值计算方法进行分析,内容包括:误差、稳定性、收敛性、计算工作量、存储量和自适应性、准确性、效率和使用的方便性,以及这些基本的概念用于刻画数值方法的适用范围、可靠性等。此外,本书还涉及科学和工程计算中常见的数学问题,如函数的插值、离散数据的拟合、微分与积分、线性非线性方程、矩阵特征值问题、微分方程等。

要用数值计算方法求解数学问题,就必须把所求解的数学问题转化为按照一定规则进行的一系列四则运算。计算机只能机械地执行人们所给定的指令,交给计算机的每一步解题方法,都必须加以准确地规定。同一个问题可能有多种数值计算方法,但不一定都有效。用计算机求数学问题不是简单的构造算法,它涉及多方面的理论问题,例如算法的收敛性和稳定性等。除理论外,还需要数值实验来检验。计算方法是一门与计算机使用密切结合的、实用性很强的数学课程,它既有纯数学的高度抽象性与严密科学性的特点,又有应用广泛性与实际实验的高度技术性的特点。(www.daowen.com)

计算方法所处理的问题都是科学与工程计算中最基本的内容,首先学习时要注意掌握方法的原理和思想;其次,要上机练习,学习使用各种数值计算方法解决实际问题,熟悉方法的计算过程。

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