fortran科学计算与工程-宋叶志

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1、Fotran95/2003科学计算与工程（上）宋叶志编著清华大学出版社北京本电子稿为原作者手稿，非正式出版物。内容简介科学计算方法是许多科研工作得以展开的前提。本书较为详细地介绍了科学计算与工程中的常用数值方法。全书以Fortran95/2003语言编写而成，全部程序在VisualStudio2008集成Intel编译器环境下调试通过。全书包括12章和3个附录。主要内容包括矩阵分解与线性方程组的直接方法、线性方程组的迭代方法、最小二乘法与数据拟合、特征值及特征向量、非线性方程求根、非线性方程组数值解法、插值法、数值微分、数值积分、常见的特殊函数计算、常微分方程

2、（组）的数值方法及应用范例。本书适合作为大学理工科非数学专业本科生或研究生计算方法、数值分析课程的教材或参考书。因为提供了全部的源代码，对于从事数值分析教学的教师也是一份难得的工具书。本书还可作为科研与工程技术人员的参考工具书。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售版权所有，侵权必究侵权举报电话：010-6278298913701121933图书在版编目（CIP）数据Fotran95/2003科学计算与工程/宋叶志编著.－北京：清华大学出版社，2010.09ISBN978-7-302-0I.①F„II.①宋„②„III.①－－－IV.①TP00中

3、国版本图书馆CIP数据核字（2010）第000000号责任编辑：夏非彼夏毓彦责任校对：闫秀华责任印制：出版发行：清华大学出版社地址：北京清华大学学研大厦A座http://www.tup.com.cn邮编：100084社总机：010-62770175邮购：010-62786544投稿与读者服务：010-62776969，c-service@tup.tsinghua.edu.cn质量反馈：010-62772015，zhiliang@tup.tsinghua.edu.cn印刷者：装订者：经销：全国新华书店开本：190×260印张：33.75字数：864千字版次：印次

4、：印数：1～4000定价：产品编号：前言科学计算是现代自然科学研究与工程技术的一个基石。可以认为科学计算方法属应用数学的一个分支，然而又不限于数学本身，其内容具有广泛性和一般性，在众多科学中都需要有科学计算方法的支持，而现代科学技术的进步及应用需求又反过来促进科学计算理论与方法的发展。可以这样说，就现今而言，科学计算能力的水平在一定程度上反应了一个国家或地区科学技术的发展水平。抛开计算机硬件技术的发展不谈，就科学计算领域而言，曾经出现了较多计算机语言如Fortran、Pascal、C、C++、Basic，及专门的数学软件MATLAB、Mathimatica、M

5、aple、SciLab等。对于科学计算而言，建议读者优先学习Fortran及MATLAB语言，Fortran在科学计算领域庞大的用户基础是其他语言所无法比拟的，尤其是对于老一辈科学家，对他们而言Fortran更是犹如母语一般。就作者经历而言，MATLAB数值功能虽强大，但一般多用来仿真、模拟与快速分析。对于大型程序，主要是以Fortran居多，如数值气象预报程序、航天器轨道计算、许多有限元软件的编写程序等，这些大型程序一般都涉及非常复杂的科学计算方法。近些年，我国大范围普及C、C++、Java、C#等语言，造成介绍Fortran及其科学计算方面的书籍较少。目前

6、，我国大学理工科本科生、研究生及博士生普遍开设数值分析、计算方法或科学计算与工程等课程（计算数学系一般代之以函数逼近、数值代数等课程）。而这些教材中，往往没有提供让学生可以参考的程序，这对刚学习完高等数学与线性代数的同学学习科学计算方法造成了一定的困难。对于刚学习完高等数学与代数同学，往往一开始学习科学计算方法是较为困难的，这困难主要来源于两个方面，一是使用数学工具的手段还不是很成熟，二是刚开始面对数值问题编程时感到不习惯。鉴于此，本书提供了常用数值方法的算法及完整代码。当然本书并不是仅仅为初学者准备的，有经验的编程用户，对于某些问题也可以直接使用书中的程序或

7、者稍作改动即可使用书中的程序。内容安排数值分析本身的内容，如果广义地讲，可以包含很多内容，如偏微分方程、数值最优化等，而这些内容往往都可以单独成为一门学科或专题。通常的共识是数值算法所涉及的范围是直至偏微分方程但不包含偏微分方程的内容，而本书即主要介绍这部分内容。除了本书引子之外，全书共12章，其中前11章介绍计算方法的一般性内容，最后一章作为范例，仅仅起到示范性作用。关于章节的安排，我们做了仔细的考虑，按照现在的顺序，保证了阅读时章节之间的依赖性不会对读者造成障碍，又使本书主要按照数值代数和函数逼近的两大知识块的顺序讲解。而如果先讲函数逼近的话，里面部分内容

8、（如样条插值等），需要用到数值代数的知