Computational Science

Fragen und Antworten für Wissenschaftler, die Computer verwenden, um wissenschaftliche Probleme zu lösen

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Ist die algorithmische Analyse durch Flop-Counting überholt?
In meinen Kursen zur numerischen Analyse habe ich gelernt, die Effizienz von Algorithmen zu analysieren, indem ich die Anzahl der erforderlichen Gleitkommaoperationen (Flops) im Verhältnis zur Größe des Problems gezählt habe. In Trefethen & Baus Text zur Numerischen Linearen Algebra finden sich beispielsweise sogar 3D-Bilder der Flop-Zählungen. Jetzt ist es …
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Funktionale Programmierung und wissenschaftliches Rechnen
Ich entschuldige mich, wenn dies eine vage Frage ist, aber hier geht: In den letzten Jahren hat die funktionale Programmierung in der Software-Engineering-Community große Beachtung gefunden. Viele haben angefangen, Sprachen wie Scala und Haskell zu verwenden, und behaupteten, Erfolg gegenüber anderen Programmiersprachen und Paradigmen zu haben. Meine Frage ist: Sollten …
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Was macht Fortran schnell?
Fortran hat einen besonderen Platz in der numerischen Programmierung. Sie können sicher gute und schnelle Software in anderen Sprachen erstellen, aber Fortran arbeitet trotz seines Alters sehr gut. Außerdem ist es in Fortran einfacher, schnelle Programme zu erstellen. Ich habe schnelle Programme in C ++ erstellt, aber bei Dingen wie …
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Wissenschaftliche Standards für numerische Fehler
In meinem Forschungsgebiet wird die Spezifizierung von experimentellen Fehlern allgemein akzeptiert, und Veröffentlichungen, die diese nicht liefern, werden stark kritisiert. Gleichzeitig stelle ich häufig fest, dass Ergebnisse numerischer Berechnungen ohne Berücksichtigung numerischer Fehler bereitgestellt werden, obwohl (oder vielleicht weil) häufig fragwürdige numerische Methoden am Werk sind. Ich spreche von Fehlern, …
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So verknüpfen Sie Code mit Veröffentlichungen
Wissenschaftliche Arbeiten im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens (und in vielen anderen Bereichen heutzutage) beinhalten typischerweise eine gewisse Menge an Code oder sogar ganze Softwarepakete, die speziell für dieses Papier geschrieben wurden oder verwendet wurden, um Ergebnisse in dem Papier zu erhalten. Wie kann man den Lesern des Papiers am besten …
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Welche Software und welcher Workflow werden für die Veröffentlichung von wissenschaftlichen Daten und Grafiken empfohlen?
Welche Software bietet einen guten Workflow vom einfachen Zeichnen einiger Datenpunkte bis zur Erstellung von Grafiken auf Veröffentlichungsebene mit detaillierten Stilen, mathematischem Schriftsatz und "professioneller Qualität"? Dies hängt ein wenig mit der Frage von David zusammen ( Welche Attribute machen eine Figur von professioneller Qualität aus? ), Aber der Fokus …
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Ist es möglich, bei SciComp Karriere zu machen, ohne einen Beitrag zur Rüstungsforschung zu leisten?
Ich bin auf einer internationalen Konferenz (ICIAM2019) über numerische Methoden und bin überrascht über die Verbreitung von Anwendungen, die sich direkt auf die Rüstungsforschung beziehen. Beispiele: Ein Preisträger hält seinen Vortrag über das mathematische Problem der Radarrekonstruktion / -erkennung von sich bewegenden Objekten. In seinem Vortrag beschreibt er die Situation …
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Wie löst der MATLAB-Backslash-Operator
Ich habe einige meiner Codes mit MATLAB-Codes "auf Lager" verglichen. Ich bin überrascht über das Ergebnis. Ich habe einen Beispielcode ausgeführt (Sparse Matrix) n = 5000; a = diag(rand(n,1)); b = rand(n,1); disp('For a\b'); tic;a\b;toc; disp('For LU'); tic;LULU;toc; disp('For Conj Grad'); tic;conjgrad(a,b,1e-8);toc; disp('Inv(A)*B'); tic;inv(a)*b;toc; Ergebnisse : For a\b Elapsed time …
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In welche Programmierparadigmen sollte ich investieren, wenn mein Code in Zukunft auf Petascale-Computern ausgeführt werden soll?
Eine Umfrage unter den Top500 zeigt, dass die Branche einen exponentiellen Anstieg der Prozessorkerne verzeichnet . Die größten Supercomputer verwenden alle MPI für die Kommunikation zwischen Knoten, obwohl es keinen eindeutigen Trend für die Parallelität zwischen Knoten zu geben scheint, mit dem einfachsten (aber nicht unbedingt effizientesten) Ansatz, einen einzelnen …
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Symbolische Softwarepakete für Matrix-Ausdrücke?
Wir wissen, dass symmetrisch und positiv definit ist. Wir wissen, dass orthogonal ist:BEINA\mathbf ABB\mathbf B Frage: symmetrisch und positiv-definit? Antwort: jaB ⋅ A ⋅ B⊤B⋅A⋅B⊤\mathbf B \cdot\mathbf A \cdot\mathbf B^\top Frage: Könnte uns ein Computer das gesagt haben? Antwort: Vermutlich. Gibt es symbolische Algebrasysteme (wie Mathematica), die bekannte Fakten über …
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