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数值计算——博大精深  

2013-04-17 18:26:15|  分类: Numerical |  标签: |举报 |字号 订阅

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对于刚入门的人来说,数值计算就是一场噩梦!我们从小学开始,一直到高中毕业甚至是大学毕业,都是习惯通过手算来解答一些问题(绝大部分都是考试),而这些问题其实都是十分简单和理想化的,对于做科学研究的人来说,他们面对的问题就没有那么简单了,不仅问题本身复杂度有了很大的增长,单纯的计算本身也变得极其复杂,可以好不夸张的说,几乎99%的问题都得借助计算机来解决(我说的是物理和天文的领域,其他领域暂且不管)。所以要掌握数值计算是一件极其重要的事情,否则永远都没法在科研的道路上前行,因为不借助数值计算,真相永远不会被你看到,新的东西很多都是藏在细节里。研究生教材里的那些计算,虽然要比本科教材复杂许多,但是离真实的科研还很远。这些变化,我切身体会到了,昨天帮一个师弟弄基础的数值计算,有感而发,遂来写下此文。

我最开始接触数值计算的时候(准确说是用计算机编写程序来计算),觉得这些东西十分可怕,细节的东西太多太多了,不像做理论推导那样优美,而且代码看起来又是那么的枯燥,呵呵,我真是错了!!!如果三年前的我遇到现在的我,得到一些指导,我就可以早日领略到数值计算的优美了,同时也会更早开始欣赏编程,爱好敲打键盘的感觉。

数值计算的内容可以说是博大精深,遇到的问题不同,所要采取的具体数值算法也会有很大的不同。另外呢,如果熟悉一些数值计算的库,将会是一件十分好的事情。

下午想编写一个简单的程序来计算宇宙电离度随尺度因子的演化,想使用sundials里提供的库函数来完成code,可是看了sundials的说明书以后,感觉用起来太复杂了,远远不如GSL用起来方便(当然,在很久以前,我也觉得GSL用起来太麻烦了),所以干脆就还是用GSL提供的解ODEs的函数来完成我的code。整个程序不到一小时就写完、调试成功了。这里主要是因为我使用了GSL,所以写程序的难度大大降低了,同时也节约了大量的时间,因为程序的核心就是求解ODEs的那一部分,其余的都是配角。

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