计算科学导论?

计算科学 参考请求
2021-12-04 17:57:47

我是一名对计算科学感兴趣的高中生,我想进一步了解它。因为这个原因,今年我选修了 AP 计算机科学,但除了一些非常基本的赌博内容外,我们并没有真正进行任何建模或模拟。请各位好心的先生/女士们指点我一个好的介绍性文字吗?

如果相关,这里有一些更多信息:

  • 这似乎是相当沉重的数学。我做了 Calc BC,所以它大致相当于 Calc I/II,而且我也知道线性代数的基础知识。我想这还不够?

  • 我知道Java,并且我熟悉C。他们还可以,还是我应该学习其他东西?Fortran 和 python 似乎都在这里被提及很多。

  • 在为机器人俱乐部做了一些建模之后,我对此产生了兴趣,我的兴趣肯定倾向于计算工程。我认为计算天体物理学也很酷。

2个回答

凯特,作为一名对计算科学入门感兴趣的高中生,你要求提供参考请求,我认为我可以相当具体地解决这个问题。只要你对微积分感到舒服(或变得舒服),我认为有两本很好的自利教科书供你参考,这取决于你的兴趣以及对 Python 和 MATLAB 的访问。

Python 科学编程入门

Hans Petter Langtangen的第一本书A Primer on Scientific Programming只需要“高中数学”和一些微积分即可。它不是免费的,但您当地的大学图书馆可能有这本书的副本。Python 和与本书相关的所有工具都是免费提供的,并且可以在线下载。

使用 MATLAB 进行实验

第二本书, 《 MATLAB 实验》,作者:Cleve Moler,“是一本电子书,其章节补充了高中和大学早期的数学和技术计算课程,包括微积分和矩阵理论。预期背景包括代数、三角学和一些熟悉的知识用电脑。” 在这里,情况正好相反。这本书本身是免费的,但学生版的 MATLAB(如果您当地的高中或大学计算机实验室没有)将花费 100 美元购买许可证。

如果您无法访问 MATLAB,还有免费(开源)的GNU Octave核心数值命令(尤其是在您感兴趣的上下文中)与 MATLAB 完全兼容(即,您可以使用大多数 MATLAB 脚本而无需任何修改),尽管图形功能可能会有所不同。

让我成为欢迎您加入社区的第三位版主,并鼓励您在这里提出好的问题,并在您有知识提供时提供帮助。

Hans Petter 和 Cleve 是世界上最知名的计算科学专家中的两位。他们都有非常清晰的写作风格,我强烈推荐这两本书。

使用 MATLAB 和 Octave 进行科学计算

Aron 提供了一些优秀的参考资料,重点是在计算科学的背景下使用 Python 和 Matlab 进行编程。让我添加一个在数学方面更详细的参考(即,这些方法如何以及为什么起作用)。Alfio Quarteroni的《Scientific Computing with MATLAB and Octave 》一书可以通过线性代数和微积分的基本知识获得,并包含许多工作示例和应用程序。重点仍然是数值计算而不是证明,但它比 Cleve Moler 的书更深入(这是一个很好的起点)。

斯特朗

从那里继续,更深入,但在没有正式的数学背景的情况下仍然非常易读,是 Gil Strang 关于计算科学与工程的书。Gil 是一位杰出的教师,他有天赋以最少的技术性获得关键见解。(在链接页面上,您可以找到示例章节和视频讲座,看看这是否适合您。文本还使用了 MATLAB 代码,您可以从那里下载。)