《數值計算與數據處理編程及實踐》共13章，分別介紹數值計算發展史、數據格式和壓縮處理方法、自我描述格式的檔案、無微分極值算法、高精度計算程式的設計、等值線製圖、在數值計算中對字元串匹配的方法、從程式代碼最佳化方法上對程式質量進行控制、可復用程式的設計方法、MPI程式的編寫方法、數值計算的混合編程技術以及UNIX/Linux系統下計算的輔助編程等知識。《數值計算與數據處理編程及實踐》提供了很多有用的、完整的、用於數值處理軟體製作的核心代碼，如LZSS編碼壓縮、無微分算法程式、等高線製圖等，經過簡單的包裝，這些程式就可以發展成不同的數值處理軟體。
基本介紹
- 書名：數值計算與數據處理編程及實踐
- 類型：科學與自然
- 出版日期：2011年10月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787302249566, 7302249563
- 作者：張正秋
- 出版社：清華大學出版社
- 頁數：331頁
- 開本：16
- 品牌：清華大學出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《數值計算與數據處理編程及實踐》可供科學計算高年級本科生和研究生學習使用，也可以供科學計算科研人員參考使用。
作者簡介
張正秋，現在中國氣象科學研究院工作。從事地球氣候環境的數值模擬及其模式開發研究、數值軟體開發。獲北京大學理學博士學位，美國加州大學洛杉磯分校博士後。發表了科學研究論文多篇，編寫了《Windows應用程式捆綁核心編程》一書。
圖書目錄
第1章數值計算與計算機
1.1計算機發展史與數值模式
1.2計算機軟體與數值模式比較
1.2.1計算機軟體和數值模式的特點
1.2.2計算機軟體與數值模式的發展
1.3程式設計對計算的影響
1.3.1計算方法對計算精度的影響
1.3.2程式設計對計算精度的影響
1.3.3程式設計對計算速度的影響
1.4數值誤差與科學預測
1.5數值計算中值得注意的幾個問題
1.6本章小結
思考題
主要參考文獻
第2章數據儲存格式變換和壓縮
2.1計算機中數的表示和運算
2.1.1計算機內數的表示方法
2.1.2原碼、反碼和補碼
2.1.3位運算方法
2.1.4 Little.Endian與Big—Endian
2.1.5不同系統下數據格式變換
2.2幾種常見的數據壓縮算法
2.2.1 行程編碼
2.2.2 Huffman編碼
2.2.3算術編碼
2.2.4 LZ系列算法
2.2.5整數編碼
2.3 LZSS壓縮實例
2.3.1 環形字元串緩衝區
2.3.2二叉查找樹的套用
2.3.3 LZSS算法的實現方法
2.4本章小結
思考題
主要參考文獻
第3章幾種自我描述格式檔案
3.1檔案概述
3.1.1檔案的組織結構
3.1.2檔案的存取方式
3.1.3檔案的訪問方式
3.2 GRIB檔案及其使用工具
3.2.1 GRIB2的格式
3.2.2 GR/B2壓縮方法
3.2.3 GRIB2格式數據訪問
3.3 HDF檔案及其使用工具
3.3.1 HDF5檔案
3.3.2 HDF5工具軟體
3.3.3 HDF5庫簡介
3.3.4使用HDF5庫的實例
3.4 NetCDF檔案及其使用工具
3.4.1 NetCDF檔案
3.4.2 NetCDF工具軟體
3.4.3 NetCDF庫簡介
3.4.4使用NetCDF庫的實例
3.5並行HDF和NetCDF庫的接口簡介
3.6本章小結
思考題
主要參考文獻
第4章無微分算法及其套用實例
4.1方程求解算法
4.1.1使用反拉格朗日多項式求解方程
4.1.2二分法算法
4.1.3試位法算法
4.1.4雷德斯算法
4.1.5反二次插值試位法算法
4.2單元函式的極值搜尋計算
4.2.1黃金分割搜尋
4.2.2斐波那契搜尋
4.3多元函式的極值搜尋計算
4.3.1 Nelder—Mead算法
4.3.2多元方向設定算法
4.3.3現代隨機最佳化算法
4.4無微分算法的套用實例
4.5本章小結
思考題
主要參考文獻
第5章高精度計算程式設計
5.1高精度數的基本表示方法
5.1.1高精度數的儲存形式
5.1.2高精度整數與小數
5.1.3數字存放順序
5.1.4數的進制設定
5.1.5數的輸入與輸出轉換
5.2高精度加法和減法
5.3高精度乘法的直接計算
5.3.1高精度乘法計算基礎
5.3.2高精度整數乘法
5.3.3高精度浮點數乘法
5.4使用FFT進行高精度乘法的計算
5.4.1快速傅立葉變換原理
5.4.2使用FFT進行多項式乘法的計算原理
5.4.3 FFT程式設計
5.4.4使用FFT進行長整數乘法計算的實例
5.5高精度除法
5.5.1直接進行高精度除法計算
5.5.2高精度除法快速計算
5.6高精度乘方和開方
5.7本章小結
思考題
主要參考文獻
第6章等值線圖製作技術及程式設計
6.1等值線標註字型和連線
6.1.1 點陣字型和矢量字型
6.1.2作圖連線方法
6.1.3數字的矢量表示法
6.1.4小數點和負號的表示法
6.2等值線插值
6.2.1 插值點的判別
6.2.2插值計算方法
6.2.3插值過程和順序
6.3等值線生成法
6.3.1追蹤法
6.3.2拼圖法
6.4等值線圖繪製的基本設計
6.4.1圖形數據與圖形顯示
6.4.2等值線標註
6.4.3等值線生成控制
6.4.4等值線平滑
6.4.5等值線顯示設計
6.5等值線圖填充
6.5.1一般的圖形填充方法
6.5.2等值線圖的填充方法
6.6等值線作圖的實例
6.7等值線作圖的套用
6.7.1等值線科學套用
6.7.2等值面積和體積的計算
6.7.3等值線剖面圖的繪製
6.8本章小結
思考題
主要參考文獻
第7章字元串表達式匹配的程式設計
7.1字元及轉義
7.1.1普通字元及其轉義
7.1.2特殊字元及其轉義
……
第8章簡單腳本運行程式的設計
第9章計算程式代碼的最佳化設計
第10章可復用計算程式的設計
第11章並行計算MPL程式設計基礎
第12章數值計算的混合編程
第13章UNIX/Linux系統下計算的輔助編程
1.1計算機發展史與數值模式
1.2計算機軟體與數值模式比較
1.2.1計算機軟體和數值模式的特點
1.2.2計算機軟體與數值模式的發展
1.3程式設計對計算的影響
1.3.1計算方法對計算精度的影響
1.3.2程式設計對計算精度的影響
1.3.3程式設計對計算速度的影響
1.4數值誤差與科學預測
1.5數值計算中值得注意的幾個問題
1.6本章小結
思考題
主要參考文獻
第2章數據儲存格式變換和壓縮
2.1計算機中數的表示和運算
2.1.1計算機內數的表示方法
2.1.2原碼、反碼和補碼
2.1.3位運算方法
2.1.4 Little.Endian與Big—Endian
2.1.5不同系統下數據格式變換
2.2幾種常見的數據壓縮算法
2.2.1 行程編碼
2.2.2 Huffman編碼
2.2.3算術編碼
2.2.4 LZ系列算法
2.2.5整數編碼
2.3 LZSS壓縮實例
2.3.1 環形字元串緩衝區
2.3.2二叉查找樹的套用
2.3.3 LZSS算法的實現方法
2.4本章小結
思考題
主要參考文獻
第3章幾種自我描述格式檔案
3.1檔案概述
3.1.1檔案的組織結構
3.1.2檔案的存取方式
3.1.3檔案的訪問方式
3.2 GRIB檔案及其使用工具
3.2.1 GRIB2的格式
3.2.2 GR/B2壓縮方法
3.2.3 GRIB2格式數據訪問
3.3 HDF檔案及其使用工具
3.3.1 HDF5檔案
3.3.2 HDF5工具軟體
3.3.3 HDF5庫簡介
3.3.4使用HDF5庫的實例
3.4 NetCDF檔案及其使用工具
3.4.1 NetCDF檔案
3.4.2 NetCDF工具軟體
3.4.3 NetCDF庫簡介
3.4.4使用NetCDF庫的實例
3.5並行HDF和NetCDF庫的接口簡介
3.6本章小結
思考題
主要參考文獻
第4章無微分算法及其套用實例
4.1方程求解算法
4.1.1使用反拉格朗日多項式求解方程
4.1.2二分法算法
4.1.3試位法算法
4.1.4雷德斯算法
4.1.5反二次插值試位法算法
4.2單元函式的極值搜尋計算
4.2.1黃金分割搜尋
4.2.2斐波那契搜尋
4.3多元函式的極值搜尋計算
4.3.1 Nelder—Mead算法
4.3.2多元方向設定算法
4.3.3現代隨機最佳化算法
4.4無微分算法的套用實例
4.5本章小結
思考題
主要參考文獻
第5章高精度計算程式設計
5.1高精度數的基本表示方法
5.1.1高精度數的儲存形式
5.1.2高精度整數與小數
5.1.3數字存放順序
5.1.4數的進制設定
5.1.5數的輸入與輸出轉換
5.2高精度加法和減法
5.3高精度乘法的直接計算
5.3.1高精度乘法計算基礎
5.3.2高精度整數乘法
5.3.3高精度浮點數乘法
5.4使用FFT進行高精度乘法的計算
5.4.1快速傅立葉變換原理
5.4.2使用FFT進行多項式乘法的計算原理
5.4.3 FFT程式設計
5.4.4使用FFT進行長整數乘法計算的實例
5.5高精度除法
5.5.1直接進行高精度除法計算
5.5.2高精度除法快速計算
5.6高精度乘方和開方
5.7本章小結
思考題
主要參考文獻
第6章等值線圖製作技術及程式設計
6.1等值線標註字型和連線
6.1.1 點陣字型和矢量字型
6.1.2作圖連線方法
6.1.3數字的矢量表示法
6.1.4小數點和負號的表示法
6.2等值線插值
6.2.1 插值點的判別
6.2.2插值計算方法
6.2.3插值過程和順序
6.3等值線生成法
6.3.1追蹤法
6.3.2拼圖法
6.4等值線圖繪製的基本設計
6.4.1圖形數據與圖形顯示
6.4.2等值線標註
6.4.3等值線生成控制
6.4.4等值線平滑
6.4.5等值線顯示設計
6.5等值線圖填充
6.5.1一般的圖形填充方法
6.5.2等值線圖的填充方法
6.6等值線作圖的實例
6.7等值線作圖的套用
6.7.1等值線科學套用
6.7.2等值面積和體積的計算
6.7.3等值線剖面圖的繪製
6.8本章小結
思考題
主要參考文獻
第7章字元串表達式匹配的程式設計
7.1字元及轉義
7.1.1普通字元及其轉義
7.1.2特殊字元及其轉義
……
第8章簡單腳本運行程式的設計
第9章計算程式代碼的最佳化設計
第10章可復用計算程式的設計
第11章並行計算MPL程式設計基礎
第12章數值計算的混合編程
第13章UNIX/Linux系統下計算的輔助編程
