数学科学学院郭蔚团队开发首款国产通用型科学计算软件图像处理工具箱

科学计算软件是现代科学与工程技术中用于解决复杂数学或数据问题的核心基础软件,始于欧美国家,目前基本被国外厂商垄断.为解决国外科学计算软件禁用所致“卡脖子”问题,北京大学倡导并组织研发国产科学计算软件.2022年8月,具有自主知识产权的北太天元数值计算通用软件V2.0对外发布,初步实现了科学计算软件的基本功能,开始了市场化运营工作.

科学计算软件辅助下“传送带”模型的简化处理

“传送带”模型是高中运动学综合应用的典型模型,一般将物体在传送带上的运动分为多个过程,应用匀变速直线运动规律联立方程解决问题,解题过程繁琐,特别是传送带带动物体运动的形式复杂多样,对模型的分析难度很大.若是利用Mathematica(MMA)科学计算软件,模拟不同初始条件下物体在传送带上的运动过程,绘制运动图像,总结规律,从v-t图像的角度解决问题,可以极大地降低学生对传送带问题的学习难度.

基于科学计算软件下汽车启动问题的教学探究

汽车启动问题是高中物理中较为抽象的问题,学生在学习中往往无法抽象出汽车启动的物理模型与动态过程,理解难度较大.首先从理论上给出真实情景中汽车以恒定功率或恒定加速度由静止启动的动力学方程,通过Mathematica(MMA)科学计算软件仿真模拟汽车从启动到最大速度的运动过程,通过图像分析两种不同启动方式的异同,在一定程度上加强巩固了学生的思维能力与方法.

软件复用技术在科学计算软件中的应用研究

首先介绍多层软件复用技术及它的两个实践形式,并讨论软件复用的应用策略;接着探讨适合科学计算软件的开发模型;然后,描述民用飞机性能计算软件的开发以说明软件复用;最后,提出软件复用在科学计算软件开发中的需注意的几点事项以及今后应用研究的方向。

科学计算软件快速开发技术的研究

讨论了C++语言与Matlab语言结合快速开发科学计算软件的优越性和可行性，Visual C++调用Matlab函数的几种方法，其中着重探讨Matlab函数在Visual C++中的编译技术以及如何在Visual C++中调用Matlab Shared M-Dll，开发Windows平台独立可执行文件的技术。作为例程给出了Visual C++中开发小波分析软件的步骤和要点，给出了源代码。程序在Win2000系统下成功编译，并能独立运行在Win9x和Win2000操作系统上。

科学计算软件在岩土工程计算中的应用

计算机技术的发展和许多诸如MATLAB和ANSYS科学计算软件的出现 ,为岩土工程技术人员在解决岩土工程问题时提供了新思维和新方法 。

科学计算软件Mathcad与Visual C++接口的实现

文章提出了使用VisualC＋＋（简称VC）编写与Mathcad接口的32位动态连接库（DLL）的方法，该方法扩充了Mathcad处理需讲究精度、速度和算法稳定性的复杂数值计算的能力。该方法是VC处理复杂数值计算的能力和Mathcad集成环境的有机融合。

科学计算软件在高等数学教学中的应用

在高等数学的教学过程中,把抽象的数学问题与科学计算软件适当结合,有利于培养学生学习数学的兴趣和应用数学理论解决实际问题的意识。同时对增强教学效果、提高教育质量、促进教学改革等方面都是有积极作用。从分析以Matlab软件为代表的科学计算软件在高等数学教学中的作用着手,辅以在教学中学生不易理解的典型实例进一步阐明。同时,根据在教学实践中发现的问题,分析了如果对科学计算软件使用不当会带来的消极影响。

科学计算软件Scilab及其在控制系统仿真中的应用

Scicos是一个动态仿真的图形化的结构图编辑器。由于采用图形化用户界面,并且集成了大量模块,避免 了用户记忆大量语句及编程工作。因此,它更适合教学等形象化要求较高的场合。

科学计算软件在现代博弈论中的应用

文章研究科学计算软件WinQSB、Excel在博弈论中的应用。为了提高博弈论的应用性,采用理论和案例结合的方法,从软件应用的角度学习博弈理论。博弈理论是一种方法,一种思维,可以用来解决实际生活中的经济问题。针对博弈模型求解,介绍相应的软件计算方法,从而提高学习者应用现代软件工具解决实际经济问题的能力,并增强博弈论学习的实践性与应用性。

科学计算软件在高等数学教学中的应用

在高等数学的教学过程中,把抽象的数学问题与科学计算软件适当结合有助于学生学习和教师教学。Matlab软件作为科学计算软件,辅助高等数学教学对极限、导数、微分以及三维画图等进行阐明,培养学生解决实际问题的意识。

科学计算软件在线性代数中地审美教学策略

线性代数是一门抽象性和理论性较强的学科，在教学中所涉及的例子较少能与实际生活密切相连，让人感觉到学习的内容与生产实际脱节，体现不了数学的应用价值。科学计算软件就是将抽象知识转换为形象，由理论转化为应用的一种工具，从而在线性代数的教学中融入审美教学成为可能。研究与实践表明，审美教学的实施对培养人的创新思维及数学应用意识，提高教学质量以及学生的数学素质方面起着重要的作用。

动态分配内存技术在科学计算软件设计中的实现

在传统的FORTRAN语言中,不能自动申请和分配内存,就必须要使用固定数组,软件运行时,在机器里占的内存量是固定不变的,不管用户实际计算问题是大是小,都要和计算大问题占同样多的内存空间,这显然是不合理的。以往的解决办法是,在主程序中,利用PARAMETER语句定义一些事先赋值的参数,利用这些参数作为数组的尺寸,计算不同大小的问题,只要修改这些参数,重新编译含有这些参数的主程序部分。

科学计算软件开发框架的设计与实现

科学计算软件是对科学研究领域(如空气动力学)中的理论计算过程进行文件管理、图形处理、数据库构建等可视化开发和集成的软件平台,具有强大的实用功能。本文比较分析了科学计算软件平台开发框架的6种设计与实现方法,指出安全、效率、资源、网络和易用性是需要综合考虑的因素。

科学计算软件辅助下的“声音的特性”教学

在中学物理实验中恰当应用信息技术有利于学生探究也有助于教师进行教学创新。笔者在中学物理声学实验中借助Mathematica(以下简称MMA)科学计算软件,直观呈现音频的波形图,为学生创设数字化学习环境,提供方便快捷的数字化学习工具和丰富的数字化学习资源,引导他们猜想、观察和探究讨论,加深学科认知,培养科学思维能力。对教师而言,运用MMA对传统物理实验进行改进,革新了教学方法,促进了自身专业发展。

用VB和Fortran混合编程开发科学计算与作图软件

针对开发计算复杂又要求有良好人机界面的科学计算软件 ,充分利用VB和Fortran的优势进行混合编程 ;对Windows环境下运行DOS外壳程序遇到的问题提出了方便实用的解决方法 ;并在VB中实现了将Fortran计算结果转化为曲线图。

MATLAB教学应重视科学计算能力的培养

本文作者结合教学体会,就本科工科学生科学计算能力的培养,在理念的灌输、课堂的组织、师资的培养等方面提出了一些自己的看法。

研究生《科学计算与工具软件》课程开设与教学探索

《科学计算与工具软件》是本校新开设的针对核专业研究生的一门课程。科学计算与工具软件是伴随着电子计算机出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科,是数学及计算机实现其在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具。本课程的目的是结合核科学与技术专业的特色,开阔研究生科研视野、熟悉相关的数据处理手段及方法,为今后的科研工作打下基础,培养学生自主学习精神和综合素质。本文结合国内外科学计算与工具软件相关课程的教学差距,从授课对象、授课形式、课程内容及考核方式等方面进行了探索。

面向异构计算的高性能计算算法与软件

研发适应国产异构计算环境的高性能计算算法与软件是非常重要的课题,对我国高性能计算软件研发匹配高性能计算硬件高水平发展的速度具有重要意义.首先,简要介绍高性能计算应用软件的现状、趋势和面临挑战,并对几类典型高性能计算应用软件开展并行计算算法特征分析,涵盖了宇宙N体模拟、地球系统模式、计算材料相场动力学、分子动力学、量子计算化学和格点量子色力学等多个问题、尺度和领域.其次,讨论了面向国产异构计算系统的对策,提炼出若干典型应用算法和软件的共性问题,涉及核心算法、算法发展、优化策略等.最后,面向异构计算体系结构,对高性能计算算法与软件进行了总结.

超级计算:探索未知的无尽之旅

超级计算,对普通民众而言,是一个“高大上”的名词,代表着全世界最强大的计算机,以及基于强大硬件之上的复杂科学计算软件;而对于各领域的科学家和工程师而言,它又是在数字世界里延展我们探索未知世界能力的重要工具。