Numerical Recipes in Fortran 90, Vol. 2 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:William H. Press

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:1996-01-15

价格:USD 59.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521574396

丛书系列:

图书标签:

• programming
• 数值计算
• Fortran 90
• 科学计算
• 算法
• 数学
• 工程
• 物理
• 数据分析
• 数值方法
• 计算机科学

《数值计算方法实用指南（Fortran 90卷二）》是一本旨在为广大科学计算工作者提供一套全面、实用且经过精心验证的数值算法库的书籍。本书专注于Fortran 90语言，充分利用了其现代化的特性，为复杂的科学和工程问题提供了高效且可靠的解决方案。 本书的核心内容涵盖了一系列在科学研究和工程实践中至关重要的数值计算技术。读者将能够深入了解并掌握如何运用Fortran 90语言实现和应用这些算法，从而解决诸如数据拟合、插值、求积、方程求解、微分方程的数值解法、线性代数运算以及更高级的特有函数求值等问题。 书中对每一种算法的讲解都力求深入浅出，既有严谨的数学理论基础阐述，又不乏清晰的算法伪代码或Fortran 90实现。作者团队在算法的选择和实现上，充分考虑了数值稳定性、计算效率以及易用性，确保了所得代码的鲁棒性和实用性。本书提供的Fortran 90代码模块，经过了严格的测试，可以方便地集成到用户的现有项目中，极大地缩短了开发周期，并降低了引入错误的风险。 对于需要进行数据分析和模型建立的科研人员而言，本书提供了强大的工具。例如，在数据拟合章节，读者将学习如何使用各种回归技术，包括线性回归、多项式回归以及更复杂的非线性回归方法，以提取数据中的潜在规律。在插值章节，本书详细介绍了多种插值技术，如分段线性插值、三次样条插值等，并阐述了它们各自的优缺点及适用场景，为在离散数据点之间准确地估计函数值提供了指导。 在求解方程组和优化问题方面，本书也提供了详尽的算法和实现。无论是求解大型稀疏线性系统，还是寻找非线性方程的根，亦或是进行函数最小化和最大化，本书都提供了成熟的数值方法。读者将学会如何根据问题的特性选择最合适的算法，并有效地在Fortran 90中实现。 微分方程的数值解是许多物理、工程和生命科学领域建模的关键。本书对常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）的数值解法进行了深入探讨，提供了Runge-Kutta方法、有限差分法等经典且高效的数值求解技术。这些章节对于需要模拟动态系统、预测系统演化趋势的研究者来说，具有极高的参考价值。 此外，本书还触及了傅里叶变换、随机数生成、数值积分（求积）以及一些特殊数学函数（如贝塞尔函数、误差函数等）的计算。这些内容在信号处理、图像分析、统计模拟以及需要处理复杂函数方程的领域中应用广泛。 本书的读者对象主要是具有一定Fortran编程基础，并需要进行科学计算和数值分析的本科生、研究生、科研人员及工程师。即使读者对某些特定数值算法的理论细节不甚熟悉，本书提供的清晰解释和可运行代码也能帮助他们快速上手并解决实际问题。 《数值计算方法实用指南（Fortran 90卷二）》不仅仅是一本算法手册，更是一本实践性的指导书籍，它融合了理论、算法、实现与应用，旨在赋能读者利用Fortran 90语言的强大能力，高效、准确地解决复杂的科学计算挑战。其详实的内容和严谨的态度，使其成为科学计算领域不可或缺的参考书。

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我第一次接触这套“数值规范”时，就被它那种近乎百科全书式的广度和深度给震撼到了。这本书涉及到的内容，从基础的线性代数迭代到更前沿的偏微分方程求解，几乎覆盖了我工作流中可能遇到的所有数值挑战。它的叙述方式非常独特，不像传统的教科书那样按照数学分支来组织章节，而是以“解决哪一类计算问题”为导向来构建知识体系。这种结构对我这种“问题驱动型”的学习者来说非常友好。比如，当你遇到一个特定类型的积分发散问题时，你可以直接翻到相应的章节，书中不仅会提供理论基础，更重要的是，会给出一套经过充分验证的、可直接移植的Fortran 90代码模块。这种“交钥匙”式的解决方案，极大地节省了调试和验证的时间。而且，作者对算法的局限性描述得非常坦诚，哪里容易出现病态，哪里需要特殊处理，都有明确的警示。这种严谨，体现了作者们深厚的实践经验，不是纸上谈兵能够写出来的。

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这本书的语言风格，怎么说呢，它介于一本严谨的学术论文和一本实用的编程手册之间。它用词精准、逻辑清晰，但又不像纯粹的理论著作那样充斥着大量晦涩的定义和证明。我个人非常欣赏作者在引入新算法时所采用的对比方法。例如，在介绍快速傅里叶变换（FFT）的某个特定变体时，作者会先简要回顾一下传统DFT的计算瓶颈，然后自然地引出新算法的优化点。这种铺陈使得读者能够清晰地理解“为什么要用这个算法”，而不是仅仅停留在“这个算法是什么”。对于我们这些需要维护和优化遗留系统的人来说，理解算法的内在机制比单纯套用库函数重要得多。更别提它在代码注释和变量命名上体现出的那种古典计算科学的严谨性，每一个变量的含义都清晰可循，这在处理大规模、高维度的科学计算时，是避免灾难性错误的基石。

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作为一本面向Fortran 90的经典参考书，它在代码实现细节上的考究是无与伦比的。Fortran 90相对于早期的Fortran 77，在模块化、动态内存管理等方面带来了巨大的进步，而这本书恰好完美地展现了如何利用这些新特性来构建高效、可维护的数值代码。我记得当时自己尝试用C++重写某些核心算法时，总是觉得在处理大型数组和循环并行化方面不如Fortran来得顺手，而翻阅这本书，就能找到教科书级别的范例，展示了如何利用`ALLOCATABLE`数组、模块（MODULES）和隐式循环优化来编写高性能代码。它不仅仅是提供了算法，它提供的是一套“用Fortran 90思想进行数值计算”的最佳实践。对于那些需要最大化CPU利用率的领域，例如有限元分析或大气环流模型，书中的这些代码范例简直就是宝贵的财富，它们是经过时间检验的、高度优化的模板。

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拿到这本书的时候，我就感觉像拿到了一张通往上世纪末高性能计算黄金时代的门票。虽然现在有了Python的各种科学计算库，以及更现代的并行编程模型，但理解这些底层数值算法的“原生形态”仍然至关重要。这本书的价值在于它的“溯源”性。它没有过多地被现代编程范式的潮流所裹挟，而是坚守在算法的本质和高效实现上。比如，书中对稀疏矩阵存储和求解的讨论，那种详尽到连内存布局都考虑进去的写法，在当今许多“黑箱”式的库中是看不到的。它教会的不仅是“怎么算”，更是“为什么这么算最经济”。对我而言，这本书更像是一个耐心的导师，它不会直接告诉你答案，但会为你铺好所有通往答案的、最坚固的道路。翻阅它，总能感受到一种对计算科学严谨性的敬畏。

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这本书的封面设计挺朴实的，米白色的封底配上醒目的深蓝色字体，一看就是那种严谨、务实的工具书风格。我手里这本是1996年左右的版本，纸张的质感现在摸起来还是挺厚实的，带着微微泛黄的年代感。打开内页，首先映入眼帘的是大量的代码和公式推导，没有任何多余的修饰，直接切入核心。对于一个常年和数值计算打交道的研究生来说，这种“直奔主题”的排版简直是福音。我记得当时选购这类书籍时，市面上充斥着很多理论性太强或者代码过于陈旧的参考资料。但这本不同，它在介绍算法的理论背景时，非常注重实用性，总是紧跟着给出清晰的实现思路。特别是对于那些需要用Fortran这种老牌语言处理高性能计算任务的工程师而言，这本书简直就是一本“活地图”。它不像某些教材那样，把复杂的数学概念包装得高深莫测，而是用一种非常工程化的视角，告诉你“如何一步步用代码把这个数值问题解决掉”。随手翻开一页，讲解矩阵分解的那部分，作者清晰地罗列了各种算法的稳定性和计算效率的权衡，这在实际项目选型时至关重要。

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