探讨工科高等数学教学中科学计算能力的培养

本文探讨了工科高等数学的教学过程如何有效培养学生的科学计算能力.从改革教学内容、创新教学模式、丰富作业形式、完善课程考核四个方面入手,给出了科学计算能力培养的实施方案和具体步骤,为工科高等数学的教学改革提供了新的思路.

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.

高性能并行计算在科学计算领域的应用与优化

高性能并行计算在科学计算领域扮演着至关重要的角色,其应用和优化对于推动科学研究和解决复杂问题具有重大意义。文章旨在探讨高性能并行计算在科学计算领域的应用及其优化方法,首先介绍了高性能并行计算的基本概念。然后,详细讨论了高性能并行计算在科学计算中的应用情况。接下来,探讨了高性能并行计算的优化方法和策略,包括并行算法设计、任务划分、数据通信和同步机制等方面,希望可以为相关研究人员提供一定借鉴。

深度学习在科学计算与工程中的应用与探索

继实验、理论、计算之后,人工智能已成为一类新的科研范式。本文中主要讨论深度学习在科学计算中的应用,具体讨论了基于深度学习、深度算子学习的数据与机理建模及模拟,以及深度学习求解微分方程的高精度算法。特别地,本文从不同角度讨论了深度学习算法对于科学计算与工程的科学意义,并对未来发展方向给出一些建议。

计算智能与人工智能辅助的科学计算之辨析

探讨科学计算中的一些困境,指出人工智能的发展可以为这些困境的破解提供新的途径。在AI辅助科学计算的场景下,分析了计算智能与智能计算的联系和区别,给出了这些场景的框架和内涵。然后给出了AI辅助科学计算的四个具体案例,它们借助人工智能分别求解了非凸优化、组合优化、结构优化、非线性方程求解等几个困难领域的问题,展示了人工智能融合到科学计算问题中的大致过程,最后,给出了本文的结论和几个开放的问题。

面向科学计算的算力网络技术发展展望

随着科学计算时代的到来,海量科学数据的产生带来丰富的基础性科技资源,也为计算和传输带来巨大的压力,需要大量的资源来处理,亟需算网融合技术将算力和网络有机结合。算力网络连通分散的、碎片化的算力资源,构建一体化的ICT基础设施,提供计算能力和网络能力等服务。文章研究面向科学计算的算力网络技术,搭建算力网络总体架构,采用资源度量、资源调度和算力路由等技术,部署算力网络原型系统,提供高性能的科学计算能力,完成复杂模拟和科学计算。在高能物理、天文领域等典型应用开展试验示范,能够显著提升科学大数据的网络传输效率和大数据处理能力,提升科研信息化服务能力与水平,加速重大创新成果产出。

科学计算方法课程教学方法的探讨和研究

科学计算方法是一门面向理工科本科生的、具有广泛用途的专业基础课程,主要涉及线性及非线性方程的求解、插值与拟合、数值积分和微分方程的求解等过程所需的数值理论和方法。计算机技术的提升和算法的创新推动着科学计算的迅猛发展,因此科学计算方法课程的教学方法也应及时调整以适应当前本科生教育。文章以科学计算方法本科生课程的开设作为实践基础,从理论和实验教学两个方面对教学方法进行了探讨。针对当前本科生教育发展的需求,结合科学计算方法课程的特点,所探讨的方法在教学活动中的得以运用,提升了学生的自主学习兴趣,提高了学习效率,而且能够学以致用,取得了良好的教学效果。

科学计算软件SCILAB及其编程研究

本文介绍了科学计算软件Scilab,Scilab的编程语句(循环语句、判断语句)及Scilab的函数,说明了其与Matlab的异同,最后给出了两个编程实例。

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。

基于科学计算思维与创新能力培养的教学探索——以C语言程序设计为例

培养多元化、综合型人才是新工科建设的基本要求,其中科学计算思维与实践创新能力的培养是重要的举措之一。文章以机械设计制造及其自动化专业的必修课C语言程序设计为研究对象,认真全面地剖析了该课程现行教学模式中存在的问题与相应原因,基于“学生为主、教师为辅”的教学理念并综合新工科与本专业培养要求,提出了一系列切实可行的课程改革方法,以期达到提升课程教学质量、培养具有科学计算思维与实践创新能力人才的目标。

科学计算自由软件SCILAB在考试分析中的应用

大规模教育考试之后需要对大量的考试成绩进行分析和解释,对考生做出决策。科学计算自由软件SCILAB是著名的开源软件,以其数值计算和结果可视化受到人们喜爱,主要介绍了SCILAB软件中的结果可视化功能在考试成绩分析中的应用,利用常用的统计指标来绘制成绩的分布图表,使考试成绩分布特征直观明了,有助于教育管理者把握考试整体情况。

科学计算软件SCILAB二维绘图功能简介

笔者介绍了自由科学计算软件SCILAB方便完善的二维绘图功能,给出的相应命令可以有效提高用户绘图效率。

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.

Python科学计算在大学物理教学中的应用

大学物理是理工科类学生的必修课程。然而在教学过程中,由于其对数学知识要求较高,外加自身包含众多抽象的公式和概念,学生学习起来难度较大。本文探讨将Python引入大学物理的教学中。这将极大地降低对数学知识的要求,让学生的注意力回到物理中来。借助Python提供的工具,可以将抽象的概念和结果可视化,从而帮助学生理解物理图像。同时,科学计算的应用将培养和训练学生的计算思维。新工科背景下,这种计算思维对理工科的学生而言更重要。

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.

美国能源部资助聚变能源科学计算项目

【据美国能源部网站2023年8月14日报道】美国能源部(DOE)科学办公室(SC)2023年8月14日宣布,为12个项目提供1.12亿美元的资金,这些项目的重点是聚变科学家、应用数学家和计算机科学家之间的合作,以最大限度利用高性能计算,包括艾级超级计算机。这些项目是根据能源部《“先进计算科学发现”(SciDAC)计划——聚变能源科学(FES)计划伙伴关系》资金机构公告开展的竞争性同行评审选出的。该资助为期4年,其中2023财年资助2815万美元,其余资助将根据国会的决定来拨款。

“科学计算与系统仿真软件研究及应用”专题征文

当前正处于第四次工业革命的深度发展阶段,新一代工业软件变革技术正在来临,仿真技术应用已成为支撑各行业企业进行产品创新的核心技术。近年来,国家加大了仿真软件等核心工业软件的扶持力度,军工、汽车、电子、通信等行业对于仿真软件的需求迅速增长,针对科学计算与系统仿真软件的研究及应用需求愈发突出。基于此,高校及科研机构的研究人员亟须开展科学计算与系统仿真软件的研究、教学、应用等相关工作,尝试在场景化、云端化、个性化等多方面突破创新。为此,《软件导刊》开设“科学计算与系统仿真软件研究及应用”专题,面向学术界和产业界征文!

“科学计算与系统仿真软件研究及应用”专题征文

当前正处于第四次工业革命的深度发展阶段,新一代工业软件变革技术正在来临,仿真技术应用已成为支撑各行业企业进行产品创新的核心技术。近年来,国家加大了仿真软件等核心工业软件的扶持力度,军工、汽车、电子、通信等行业对于仿真软件的需求迅速增长.

“科学计算与系统仿真软件研究及应用”专题征文

当前正处于第四次工业革命的深度发展阶段,新一代工业软件变革技术正在来临,仿真技术应用已成为支撑各行业企业进行产品创新的核心技术。近年来,国家加大了仿真软件等核心工业软件的扶持力度,军工、汽车、电子、通信等行业对于仿真软件的需求迅速增长,针对科学计算与系统仿真软件的研究及应用需求愈发突出。基于此,高校及科研机构的研究人员驱须开展科学计算与系统仿真软件的研究、教学、应用等相关工作,尝试在场景化、云端化、个性化等多方面突破创新。

科学计算与系统仿真软件研究与应用

当前正处于第四次工业革命的深度发展阶段,新一代工业软件变革技术正在来临,仿真技术应用已成为支撑各行业企业进行产品创新的核心技术。近年来,国家对于仿真软件等核心工业软件加大了扶持力度,军工、汽车、电子、通信等行业领军企业对于仿真软件的需求迅速增长,针对科学计算与系统仿真软件的研究与应用需求愈发突出。