科学计算的重要性 Chapter 1 Introduction °科学计算是工程实践的重要工具 科学计算是继理论与实验后另一科学研究手段 应HUST
科学计算的重要性 •科学计算是工程实践的重要工具 •科学计算是继理论与实验后另一科学研究手段
Chapter 1 科学计算的国家战略与发展(1) Introduction ·1983年一个由美国著名数学家拉克斯(P.Lax)为首的不同学 科的专家委员会向美国政府提出的报告之中,强调“科学计算是 关系到国家安全、经济发展和科技进步的关键性环节,是事关 国家命脉的大事。” ·1984年美国政府大幅度地增加对科学计算经费的支持,新建成 五个国家级超级计算中心(分别在普林斯顿大学、圣地亚哥、 伊里诺大学、康奈尔大学、匹兹堡),配备当时最高性能的计 算机,建立NSF-net新网络。 ·80年代中期我国将“大规模科学与工程计算”列入国家资助重 大项目。 应HUST
科学计算的国家战略与发展 1 • 1983年一个由美国著名数学家拉克斯(P. Lax) (P. Lax)为首的不同学 科的专家委员会向美国政府提出的报告之中 强调 “科学计算是 关系到国家安全 经济发展和科技进步的关键性环节 是事关 国家命脉的大事 ” • 1984年美国政府大幅度地增加对科学计算经费的支持,新建成 五个国家级超级计算中心 分别在普林斯顿大学 圣地亚哥 伊里诺大学 康奈尔大学 匹兹堡 配备当时最高性能的计 算机 建立NSF-net新网络 • 80年代中期我国将 大规模科学与工程计算 列入国家资助重 大项目
科学计算的国家战略与发展(2) Chapter 1 Introduction 1987年起美国NSF把“科学与工程计算”、“生物工程”、“全局 性科学”作为三大优先资助的领域。 1990年美国国家研究委员会发表《振兴美国数学:90年代的 计划》的报告,建议对由计算引发的数学给予特殊的鼓励和资 助。 ·1991年以美国总统倡议的形式提出了“高性能计算与通信HPCC 计划”。这是为了保持和提高美国在计算和网络的所有先进领域 中的领导地位而制定的。其发展的关键技术是可扩展的大规模 并行计算。 1995年美国为了确保核库存的性能、安全性、可靠性和更新 需要而实施的“加速战略计算创新(ASCI)计划” 应HUST
科学计算的国家战略与发展 2 • 1987年起美国NSF 把 “科学与工程计算 ” “生物工程 ” “全局 性科学 ”作为三大优先资助的领域 • 1990年美国国家研究委员会发表 振兴美国数学 90年代的 计划 的报告 建议对由计算引发的数学给予特殊的鼓励和资 助 • 1991年以美国总统倡议的形式提出了 1年以美国总统倡议的形式提出了 “高性能计算与通信HPCC 计划 ” 这是为了保持和提高美国在计算和网络的所有先进领域 中的领导地位而制定的 其发展的关键技术是可扩展的大规模 并行计算 • 1995年美国为了确保核库存的性能 安全性 可靠性和更新 需要而实施的 “加速战略计算创新 ASCI 计划
Chapter 1 战略计算 Introduction 这是因为美国克林顿总统在1995年8月11日宣布:“美国决定谋 求真正的“零当量”全面禁止试验核武器条约”。 这并不意味着核竞赛的结束,恰恰相反是核武器计划新时代的 开始,要求通过逼真的建模和模拟计算来取代传统的反复试验 的工程处理方法,这主要依赖于先进的数值计算和模拟能力。 1995年8月22日(即美国总统宣布决定后的11.),能源部D0E 就采购世界上最快的一台计算机(运算速度超过万亿次)交付 圣地亚哥实验室(96年12月安装) 1998年7月30-31日,美国的D0B/FNS共同联合组织 召开了关于“先进科学计算”的全国会议。会议强调科学模拟的 重要性,希望应用科学模拟来攻克复杂的科学与工程难题。 应HUST
战略计算 •这是因为美国克林顿总统在1 这是因为美国克林顿总统在1995年8月11日宣布 “美国决定谋 求真正的“零当量”全面禁止试验核武器条约” •这并不意味着核竞赛的结束 恰恰相反是核武器计划新时代的 开始 要求通过逼真的建模和模拟计算来取代传统的反复试验 的工程处理方法 这主要依赖于先进的数值计算和模 先进的数值计算和模 先进的数值计算和模 先进的数值计算和模拟能力 • 年 月 日 美国的DOE/FNS共同联合组织 召开了关于“先进科学计算”的全国会议 会议强调科学模拟的 重要性 希望应用科学模拟来攻克复杂的科学与工程难题 •1995年8月22日 即美国总统宣布决定后的11 美国总统宣布决定后的11天 能源部DOE 就采购世界上最快的一台计算机 运算速度超过万亿次 交付 圣地亚哥实验室 96年12月安装
Some past developments in scientific computing Chapter 1 -Lloyd N. Trefethen Introduction 1940-1970 ● Before1940 floating point arithmetic Fortran Newton 's method finite differences Gaussian elimination finite elements Gauss quadrature(求积法) Least-squares fitting simplex algorithm(单纯形算法) Monte carlo Adams and Runge-Kutta formulas FFT Richardson extrapolation orthogonal linear algebra 1970--1998 quasi-Newton iterations multigrid adaptiv Matlab stiff ode solvers interior point methods software libraries spectral methods sparse and iterative linear algebra 应HUST
Some past developments in scientific computing ----Lloyd N. Trefethen •Before 1940 Newton's method Gaussian elimination Gauss quadrature (求积法 Least-squares fitting Adams and Runge-Kutta formulas Richardson extrapolation •1940--1970 floating point arithmetic Fortran finite differences finite elements simplex algorithm 单纯形算法 Monte Carlo FFT orthogonal linear algebra •1970--1998 quasi-Newton iterations multigrid adaptivity Matlab stiff ODE solvers interior point methods software libraries spectral methods sparse and iterative linear algebra