Heath - Scientific Computing

PDF-файл Heath - Scientific Computing Численные методы (757): Книга - 6 семестрHeath - Scientific Computing: Численные методы - PDF (757) - СтудИзба2013-09-15СтудИзба

Описание файла

PDF-файл из архива "Heath - Scientific Computing", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "численные методы" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "численные методы и алгоритмы" в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

SCIENTIFIC COMPUTINGAn Introductory SurveyMichael T. HeathUniversity of Illinoisat Urbana-ChampaigniicCopyright 1997by The McGraw-Hill Companies. All rights reserved.About the AuthorMichael T. Heath holds four positions at the University of Illinois at Urbana-Champaign:Professor in the Department of Computer Science, Director of the Computational Scienceand Engineering Program, Director of the Center for Simulation of Advanced Rockets,and Senior Research Scientist at the National Center for Supercomputing Applications(NCSA).

He received a B.A. in Mathematics from the University of Kentucky, an M.S.in Mathematics from the University of Tennessee, and a Ph.D. in Computer Science fromStanford University. Before joining the University of Illinois in 1991, he spent a number ofyears at Oak Ridge National Laboratory, first as Eugene P. Wigner Postdoctoral Fellow andlater as Computer Science Group Leader in the Mathematical Sciences Research Section.His research interests are in numerical analysis—particularly numerical linear algebra andoptimization—and in parallel computing. He has has been an editor of the SIAM Journalon Scientific Computing, SIAM Review, and the International Journal of High PerformanceComputing Applications, as well as several conference proceedings. In 2000, he was namedan ACM Fellow.iiiivTo MonaContentsPrefacexiiiNotationxvii1 Scientific Computing1.1 Introduction . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .1.1.1 General Strategy . . . . . . . . . . . .1.2 Approximations in Scientific Computation . .1.2.1 Sources of Approximation . . . . . . .1.2.2 Data Error and Computational Error1.2.3 Truncation Error and Rounding Error1.2.4 Absolute Error and Relative Error . .1.2.5 Sensitivity and Conditioning . . . .

.1.2.6 Backward Error Analysis . . . . . . .1.2.7 Stability and Accuracy . . . . . . . . .1.3 Computer Arithmetic . . . . . . . . . . . . .1.3.1 Floating-Point Numbers . . . . . . . .1.3.2 Normalization . . . . . . . . . . . . . .1.3.3 Properties of Floating-Point Systems .1.3.4 Rounding . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.5 Machine Precision . .

. . . . . . . . .1.3.6 Subnormals and Gradual Underflow .1.3.7 Exceptional Values . . . . . . . . . . .1.3.8 Floating-Point Arithmetic . . . . . . .1.3.9 Cancellation . . . . . . . . . . . . . .1.4 Mathematical Software . . . . . . . . . . . . .1.4.1 Mathematical Software Libraries . . .1.4.2 Scientific Computing Environments . .1.4.3 Practical Advice on Software . . . .

.v........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................1122234556888101011121313141520212223viCONTENTS1.5Historical Notes and Further Reading . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 Systems of Linear Equations2.1 Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.1 Singularity and Nonsingularity . . . . . . .2.2 Solving Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.1 Triangular Linear Systems .

. . . . . . . . .2.2.2 Elementary Elimination Matrices . . . . . .2.2.3 Gaussian Elimination and LU Factorization2.2.4 Pivoting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.5 Implementation of Gaussian Elimination . .2.2.6 Complexity of Solving Linear Systems . . .2.2.7 Gauss-Jordan Elimination . . . . . . . . . .2.2.8 Solving Modified Problems . .

. . . . . . .2.3 Norms and Condition Numbers . . . . . . . . . . .2.3.1 Vector Norms . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3.2 Matrix Norms . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3.3 Condition Number of a Matrix . . . . . . .2.4 Accuracy of Solutions . . . . . . . . . . .

. . . . .2.4.1 Residual of a Solution . . . . . . . . . . . .2.4.2 Estimating Accuracy . . . . . . . . . . . . .2.4.3 Improving Accuracy . . . . . . . . . . . . .2.5 Special Types of Linear Systems . . . . . . . . . .2.5.1 Symmetric Positive Definite Systems . . . .2.5.2 Symmetric Indefinite Systems . . . . . . . .2.5.3 Band Systems . . . . .

. . . . . . . . . . . .2.6 Iterative Methods for Linear Systems . . . . . . . .2.7 Software for Linear Systems . . . . . . . . . . . . .2.7.1 LINPACK and LAPACK . . . . . . . . . .2.7.2 Basic Linear Algebra Subprograms . . . . .2.8 Historical Notes and Further Reading . . . . . . .3 Linear Least Squares3.1 Data Fitting . . . . . . . . . .

. . . . . . .3.2 Linear Least Squares . . . . . . . . . . . .3.3 Normal Equations Method . . . . . . . . .3.3.1 Orthogonality . . . . . . . . . . . .3.3.2 Normal Equations Method . . . .3.3.3 Augmented System Method . . . .3.4 Orthogonalization Methods . . . . . . . .3.4.1 Triangular Least Squares Problems3.4.2 Orthogonal Transformations .

. . .3.4.3 QR Factorization . . . . . . . . . .3.4.4 Householder Transformations . . .3.4.5 Givens Rotations . . . . . . . . . .....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................25............................3737373940414244495051525454565758586062636365666767696970............83838485868789899090909195CONTENTS..................................................................981011021031031054 Eigenvalues and Singular Values4.1 Eigenvalues and Eigenvectors .

. . . . . . . . . . . . . . .4.1.1 Nonuniqueness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.1.2 Characteristic Polynomial . . . . . . . . . . . . . .4.1.3 Properties of Eigenvalue Problems . . . . . . . . .4.1.4 Similarity Transformations . . . . . . . . . .

. . .4.1.5 Conditioning of Eigenvalue Problems . . . . . . . .4.2 Methods for Computing All Eigenvalues . . . . . . . . . .4.2.1 Characteristic Polynomial . . . . . . . . . . . . . .4.2.2 Jacobi Method for Symmetric Matrices . . . . . .4.2.3 QR Iteration . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .4.2.4 Preliminary Reduction . . . . . . . . . . . . . . . .4.3 Methods for Computing Selected Eigenvalues . . . . . . .4.3.1 Power Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.2 Normalization .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.3 Geometric Interpretation . . . . . . . . . . . . . .4.3.4 Shifts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.5 Deflation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.6 Inverse Iteration . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.7 Rayleigh Quotient . . . . . .

. . . . . . . . . . . .4.3.8 Rayleigh Quotient Iteration . . . . . . . . . . . . .4.3.9 Lanczos Method for Symmetric Matrices . . . . . .4.3.10 Spectrum-Slicing Methods for Symmetric Matrices4.4 Generalized Eigenvalue Problems . . . . . . . . . . . . . .4.5 Singular Values . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . .4.5.1 Singular Value Decomposition . . . . . . . . . . . .4.5.2 Applications of SVD . . . . . . . . . . . . . . . . .4.6 Software for Eigenvalues and Singular Values . . . . . . .4.7 Historical Notes and Further Reading . . . . . . . . . . .........................................................................................................................................................................................................................................................................................115115116116117118120121121122124125126126127128128129129130131132133135136136137138140.......1511511521531541541551583.53.63.73.4.6 Gram-Schmidt Orthogonalization3.4.7 Rank Deficiency .

. . . . . . . .3.4.8 Column Pivoting . . . . . . . . .Comparison of Methods . . . . . . . . .Software for Linear Least Squares . . . .Historical Notes and Further Reading .vii........................5 Nonlinear Equations5.1 Nonlinear Equations . . .

. . . . . . . . . . . .5.1.1 Solutions of Nonlinear Equations . . . .5.1.2 Convergence Rates of Iterative Methods5.2 Nonlinear Equations in One Dimension . . . . .5.2.1 Bisection Method . . . . . . . . . . . . .5.2.2 Fixed-Point Iteration . . . . . . . . . .

.5.2.3 Newton’s Method . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................viiiCONTENTS.............................................................................................................................................................................................................................1601621631641651651661671691691711711736 Optimization6.1 Optimization Problems .

. . . . . . . . . . . . .6.1.1 Local versus Global Optimization . . . .6.1.2 Relationship to Nonlinear Equations . .6.1.3 Accuracy of Solutions . . . . . . . . . .6.2 One-Dimensional Optimization . . . . . . . . .6.2.1 Golden Section Search . . . . . . . . . .6.2.2 Successive Parabolic Interpolation . .

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5173
Авторов
на СтудИзбе
436
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее