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出版者:Cambridge University Press

作者:William H. Press

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-2-18

价格:USD 162.99

装帧:CD-ROM

isbn号码:9780521750363

丛书系列:

图书标签:

• Numerical Recipes
• 科学计算
• 数值方法
• C++
• Fortran
• Pascal
• LINUX
• UNIX
• 代码
• 算法

《数值方法多语言代码集（Linux/Unix单屏授权版）》简介 本书旨在为广大科学计算从业者、研究人员及学生提供一套全面、实用且高度灵活的数值计算代码库。该代码集基于主流的科学计算语言，支持在Linux或Unix操作系统环境下运行，并配有单屏授权，方便用户在单个工作站或服务器上进行部署与开发。 核心内容与特色： 本书汇集了众多数值计算领域的核心算法，涵盖了从基础数学运算到复杂工程模拟的广泛需求。我们精选了经过广泛验证、性能优越且易于理解和修改的算法实现，以C、Fortran等经典语言为主，并根据不同版本提供相应的多语言支持，确保了代码的兼容性和可移植性。 线性代数： 包含但不限于矩阵求逆、求解线性方程组（如高斯消元法、LU分解、Cholesky分解）、特征值与特征向量计算（如QR算法、幂法）、奇异值分解（SVD）等。这些是进行科学计算的基础，在数据分析、信号处理、结构力学等领域有着不可替代的作用。 插值与逼近： 提供多种插值方法，如多项式插值（Lagrange、Newton）、样条插值（三次样条）、有理函数插值等。以及最佳逼近算法，如最小二乘法，用于从离散数据点中构建平滑的函数模型。 数值积分与微分： 涵盖了各种数值积分技术，包括牛顿-科特斯公式（梯形法则、辛普森法则）、高斯积分、自适应积分等。同时，也提供了有限差分法、有限元法等数值微分的核心算法，用于求解微分方程。 非线性方程组求解： 提供了多种求解非线性方程组的方法，如牛顿-拉夫逊法、割线法、不动点迭代法等，适用于解决各种工程和科学问题中的非线性模型。 优化算法： 包含了单变量和多变量函数的优化方法，如梯度下降法、共轭梯度法、拟牛顿法、单纯形法等，用于寻找函数的极值，在机器学习、经济建模、运筹学等领域广泛应用。 傅里叶变换与信号处理： 提供了快速傅里叶变换（FFT）及其相关算法，用于时域与频域之间的转换，对于信号分析、图像处理、数据压缩等至关重要。 随机数生成与统计： 包含高质量的伪随机数生成器，以及各种统计分布的采样方法。同时，也提供了描述性统计、假设检验、回归分析等常用统计工具的实现。 微分方程求解： 提供常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）的数值求解方法，如欧拉法、龙格-库塔法、有限差分法、有限元法等，是物理、工程、生物等领域建模与仿真的基础。 设计理念与优势： 本书的代码集在设计上秉承了以下理念： 1. 模块化与通用性： 各个算法模块被设计成独立的单元，易于理解、调试和集成。代码的通用性强，能够适应不同领域用户的需求。 2. 清晰的接口与文档： 每个函数和子程序都配有详细的注释和使用说明，清晰地阐述了输入参数、输出结果、算法原理和潜在的限制。 3. 高效性与准确性： 算法实现考虑了数值稳定性与计算效率，并在尽可能的情况下优化了计算过程，以满足大规模科学计算的需求。 4. 可扩展性： 用户可以基于本书提供的代码框架，方便地进行二次开发和功能扩展，以满足更具体的研究或工程项目。 5. 跨平台兼容性： 支持在Linux和Unix等主流操作系统上运行，方便用户根据自己的开发环境进行选择。 目标读者： 本书适合以下人群： 科研人员： 在物理、化学、生物、工程、天文学、金融等领域进行理论研究和数值模拟的研究者。 工程师： 需要进行数据分析、系统建模、性能仿真和优化设计的工程师。 数据科学家与机器学习工程师： 在实际工作中需要处理大量数据、开发预测模型和优化算法的专业人士。 计算机科学与数学专业的学生： 学习数值分析、科学计算和算法实现的在校学生。 任何对数值计算感兴趣，希望快速实现各种数值算法的开发者。 使用方式： 本书提供的代码集可以通过附带的光盘进行安装和访问。用户可以根据自己的项目需求，直接调用相关的代码模块，或将其集成到自己的应用程序中。附带的单屏授权使得在指定的Linux或Unix环境下使用更加便捷与合规。 本书不仅仅是一本代码工具书，更是理解和应用现代数值计算技术的重要参考。通过本书提供的丰富代码资源，用户可以大大提升在科学计算和工程领域的工作效率和研究深度。

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这本书的组织结构，从一个纯粹的读者角度来看，可以说是一种“先理论后实践”的经典范式，但其间的衔接做得相当巧妙。它不像某些教科书那样，把算法的数学推导放在开篇就堆砌起来，让人望而却步。相反，它在每一章的引言部分会用非常清晰的语言界定该算法的应用场景和局限性，这对于我这种需要快速判断“这个工具是否适用于我的问题”的用户来说，极其重要。比如，在处理偏微分方程的求解部分，它会清晰地区分出有限差分法、有限元法和边界元法的适用范围，并配以详尽的伪代码说明。真正让我感到惊艳的是，它似乎预料到了读者在不同编程环境下可能遇到的环境配置难题，因此特意标注了代码在不同编译器、不同操作系统下的兼容性建议。我当时使用的GCC版本与书中标注的略有差异，但通过阅读附带的文档（或者说，是光盘中的README文件），我很快找到了调整编译选项的方法。这种对实际操作细节的关注，显示了编者不仅仅是数学家，更是经验丰富的程序员，他们知道代码在真实世界中是如何被使用的，而不是只停留在纸面上的完美理论。

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这本书带给我的，更多的是一种“可靠性”和“一致性”的体验。在科学计算领域，尤其是在需要进行同行评审或结果复现的场景下，代码的来源和算法的严谨性是决定性的因素。当我使用这套标准化的数值例程时，我可以自信地在我的论文中引用其方法，因为我知道，这套算法已经经受了全球大量研究人员的审视和使用。相比之下，很多其他来源的代码往往是个人项目，其鲁棒性难以保证。此外，虽然书名中提到了“多语言”，但其核心的编程哲学——如何高效地将数学思想转化为可执行的机器指令——是跨越语言界限的。我观察了其中一个矩阵求逆的子程序在C和Fortran版本中的实现差异，这不仅让我对比了两种语言在性能和表达力上的优劣，更重要的是，它让我深入理解了底层的数据布局和内存访问模式如何影响计算效率。这本书与其说是一本书，不如说是一份高度浓缩的、经过实战检验的工程指南，它教会我的远不止是如何调用一个函数，而是如何像一个经验丰富的数值分析师那样去思考和组织代码结构。

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拿到这本书的实体后，首先映入眼帘的是它厚重的手感，这至少让我感觉到了内容的丰富性与分量。坦白讲，我最初对这本“光盘版”的兴趣点，更多地集中在那个“LINUX或UNIX单屏许可证”上，因为我所有的计算工作环境都是基于这些类Unix系统构建的。在那个年代（我是在那个计算科学的黄金时期接触到它的），获取高质量、经过社区广泛验证的数值算法代码是一件非常困难的事情，开源社区尚未像今天这样枝繁叶茂。很多大学或研究机构的内部代码库质量参差不齐，漏洞百出。而这套“配方”的出现，提供了一个相对统一和权威的基准。我记得有一次，我尝试自己实现一个快速傅里叶变换（FFT）的优化版本，结果在处理大规模数据时遇到了收敛性和精度问题，耗费了数周时间。后来我转而采用了书中提供的实现，仅仅用了不到半天时间就解决了问题，并且其性能表现远超我自己的“手工”版本。这让我深刻体会到，对于这些核心的、对精度要求极高的算法，信任一个经过多年迭代和校对的成熟代码库，远比自己从头摸索要高效得多。它更像是一种标准，而不是仅仅一个参考资料。

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这本书的书名真是够长的，第一次看到的时候，我几乎以为自己是在看一个软件的产品序列号，而不是一本技术书籍的标题。不过，抛开这个略显冗长和技术化的名字不谈，我手里这本号称“多语言代码CD-ROM附带LINUX或UNIX单屏许可证”的家伙，确实在我的科研生涯中扮演了举足轻重的角色。我记得当时购买它，主要冲着它名字里那个“Numerical Recipes”的招牌去的，毕竟这套“配方”在计算物理和工程领域，几乎是金科玉律般的存在。我买来这本书的时候，主要是在处理一些复杂的有限元分析问题，急需一套可靠、经过充分验证的数值算法库来搭建我的仿真框架。书中的理论讲解部分，虽然扎实，但坦率地说，对于我这种更偏向应用层的工程师来说，其深度有时显得有些过于学术化，需要我反复咀嚼才能真正将其内化为可操作的知识。然而，真正让我觉得物超所值，并且让我深陷其中的，是它附带的那些代码实现。那些被精心组织的、用不同语言编写的例程，为我省下了难以估量的调试时间。我不是科班出身的计算机科学家，面对那些晦涩的C++模板或者Fortran 90的指针操作时，常常感到力不从心，但这本书提供的那种“搭积木”式的解决方案，使得我能快速地将那些尖端的数值方法嵌入到我的特定应用场景中去，简直就是为我这种“会用但不一定会造”的人量身定做的工具箱。

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从我个人的使用体验来说，这本书更像是一个“可执行的知识库”，而不是传统的静态参考书。它的价值不仅仅在于那些印在纸上的文字和公式，更在于那张CD-ROM所承载的数字资产。在那个互联网信息尚未如此爆炸的年代，这张光盘几乎就是我个人计算资源库的“核心组件”。我记得第一次将那些代码导入我的工作目录时，那种感觉就像是获得了一套秘密武器。它不光是提供了C、Fortran等主流科学计算语言的实现，甚至还包含了当时相对前沿的某些面向对象编程思想在数值算法中的应用示例，这对于我拓宽编程视野也起到了潜移默化的作用。说实话，这本书本身的内容密度极高，如果你只是随便翻阅，很容易迷失在那些密集的公式和参数定义中。它要求你带着一个明确的问题去查阅对应的章节，并立即将理论与光盘中的代码进行交叉验证。它逼迫着读者从一个被动的知识接收者，转变为一个主动的问题解决者，这种交互式的学习过程，才是它最核心的价值所在。

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