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科学计算是一门涉及多个领域，对问题过程进行综合建模，并使用计算机求得定量结果的交叉学科。它将某一门具体的学科转变为数值计算问题，并高效构建数学中的解决办法。这清楚地表明了科学计算涉及的三个科学分支：
- 应用数学：真实世界的数学建模。应用数学常常隐式地描述真实世界的运行规律，例如偏微分方程。为了取得实际的具体成果，我们需要采取一种建设性的办法。
- 数值分析提供了科学模型的算法思考。它提供了一个建设性的方法来解决隐式模型，并分析了成本和稳定性。
- 计算采用数值算法，并分析实际实现它们的效果，而非假设的计算引擎。
有人可能会说，当现实世界现象的数学被要求具有建设性时，“计算”本身就成为了一个领域。也就是说，从证明解的存在到实际求得解，算法本身成为一个研究对象，而不仅仅是一个研究工具。计算机发明后，对算法的研究变得尤为重要。人们用时间开销重新定义了数学运算，算法的复杂度进而成为了一个新的研究领域；计算不再以“实数”的形式进行，而是以有限位串的形式进行，因此我们还需要研究算法的准确性。事实上，早在机械计算器诞生之初，这种趋势就已经出现了萌芽。
科学计算重点关注的是效率。虽然部分科学家仅仅以；“找到一种解决办法”作为研究目的，但在计算中，决方案往往需要时效性。基于此，本书中我们将非常具体地讨论算法和硬件的效率——因为高性能计算不仅是硬件上的高效实用，更有对算法本身的研究。
本书涵盖了一名合格的计算科学家需要掌握的基础知识，可以作为研究生或高级本科生的教材；或者您也可以把它作为额外的参考，也可以当作阅读练习的材料。
Victor Eijkhout [email protected] Research Scientist
Texas Advanced Computing Center
The University of Texas at Austin
- 第四部分序言：写在HPC前
- Unix简介
- 编译器和库
- Make与CMake
- 源码控制与Git
- 科学数据存储
- GNUplot
- 代码规范
- Debug
- C、Fortran交互
- 位操作
- 用于科学计算的LaTeX
Victor Eijkhout，utexas.edu高性能计算中心研究科学家，《高性能计算导论》作者。
- Cray公司的Kudos：“这是一个不朽的成就”；
- 英特尔公司：“这是一本优秀的、精心制作的、高度可读的书，是我多年来看到的对HPC状态最好的快照。”；
- Simulation Consultant：“优秀平衡理论和应用的高性能计算的全面概述”；
- Tennessee大学：“太棒了，科学计算的圣经”
本书最初是为犹他州的SSC 335/394“科学和技术计算入门”课程设计的。现在，它被下列机构列为教科书或推荐阅读的内容：
| 学校/机构 | 课程名称 |
|---|---|
| 密歇根州立大学 | CMSE 822:并行计算(初级课程材料) |
| 马里兰大学 | AMSC/ cmmsc 662(官方教材) |
| 犹他大学 | CS6230科学计算和数据科学的并行计算和HPC(教科书) |
| 智利天主教教皇大学 | IMT2112(教科书) |
| 列日大学 | INFO 0939(官方教材) |
| 新墨西哥大学 | 数学/cs471(教科书) |
| 圣地亚哥州立大学 | COMP 696(初级教科书) |
| 加州大学博尔德分校 | APPM 4720/5720(教科书) |
| 德克萨斯大学埃尔帕索分校 | CPS 5401(教科书) |
| 纽约大学医学院 | HPC生物医学(必读) |
| 洛斯阿拉莫斯信息科学与技术研究所 | 推荐阅读 |
| 杨百翰大学 | IT 515R科学计算 |
| 戈登学院 | CPS371 |
| 巴斯大学 | CM30225 |
| 伊利诺伊理工大学 | CS595 |
| ETH/瑞士国家超级计算机中心 | |
| 埃森杜伊斯堡大学 | HPC 2014/2015 |
| 圣母大学 | ACMS60212/40212 |
| 慕尼黑工业大学 | 信息学V |
| 田纳西大学 | CS 594-4, M578 |
| 芝加哥大学计算学院 | |
| 普渡大学 | cs50100 |
| 新南威尔士大学 | Math3101/Math5305 |
| 康涅狄格大学 | 物理学2200 |
| 塔尔图大学 | 科学计算mtat08.010 |
| 柏林维尔斯特拉斯应用分析与随机研究所 | 科学计算课程 |
| 匹兹堡大学 | 数学1070/1080 |
| 英属哥伦比亚大学 | COSC 407 |
| 佐治亚理工学院 | CSE 8803HNC |
| 萨班奇大学 | cs531 |
| 巴斯大学 | CM30225并行计算 |
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