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科学计算在应用数学中的地位与作用
摘要
应用数学与科学计算有着千丝万缕的关系,提高科学计算与数学运用能力迫在眉睫。本文主要阐述了科学计算在应用数学中的地位与作用同时给出了如何提高学生科学计算能力的几点建议。
关键字:科学计算,应用数学
一、科学计算在应用数学中的地位与作用
应用数学,是作为纯数学的对立面而提出的。应用数学是研究如何从现在实际问题中抽象出数学规律以及如何把已知的数学规律应用于现实问题的解决。通常从现实问题中抽象出来的数学模型有的具有高维数、计算规模大、多是空尺度、强非线性、不适定、长时间、奇异性、几何复杂、高度病态、精度要求高等等一系列问题,而要解决这一系列问题的离不开科学计算。
科学计算是伴随着电子计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科,是数学计算机实现其功科技领域应用的必不可少的纽带和工具。计算与理论一起已经成为当今世界科学活动的主要形式。许多重大的科学计算问题无法求得理论解,也难以应用实验手段,但却可以进行计算。计算大大增强了人们从事科学研究的能力,加速了把科技转化为生产力的过程,加速了数学在生活中的应用性,深刻地改变着人类认识世界和改造世界的方法和途径。因此在应用数学专业中应加强对学生科学计算能力的培养。另一方面科学计算利用计算机再现、预测和发现客观世界运行规律和演化特性,正是对应用数学的推广。当代大学生应当学会借助数学的语言,运用科学计算这种工具解决,发展数学的应用,解决现实生活中的问题,为社会的发展,人类的进步做贡献。
二、提高学生科学计算能力的建议
科学计算能力包括计算机硬件设备和应用软件及支撑软件的算法能力。当前科学计算所要解决的数值模拟问题往往非常复杂,给数值方法研究带来了巨大的挑战。而在当代大学生中科学计算的能力很匮乏,更不用用将应用数学与科学计算很好的结合起来的能力,我觉得学校可以通过以下几点来提高学生的科学计算能力:
①硬件环境。建立一个面向学生的教学实验环节、可同时部分支撑教学软件包的专用服务器是必须的硬件。校内教学用机用以提供学生上机实验,并共享服务器上的软硬件资源。服务器24小时开放,可以解决大部分数学实验用户所需。
②软件建设。具备了基本的硬件条件之后,软件要及时跟上。服务器的重点支撑数学实验课程系列的软件平台。经反复论证,该教学平台应是建立在所媒体环境下的,声像是重要的表现手段,网络环境是不可或缺的。
③为加强学生科学计算与应用数学相结合