本书共九章，重点通过基础知识讲解、算例剖析和技巧提示，引导读者熟悉GPU并行算法、CUDA Fortran基础知识，进而掌握基于CUDA Fortran的GPU高性能计算应用软件设计方法。其中，第1章介绍相关研究背景；第2~6章介绍基于CUDA Fortran的GPU通用计算基本概念、编程方法与优化原则；第7~9章介绍基于MPI+CUDA的N-S方程数值求解。书中的示例的构思以及分析过程是本书最具价值的部分，读者通过阅读这些内容，对GPGPU技术做到融会贯通、举一反三，只要掌握了这些简单的示例，更复杂的问题也能迎刃而解。在本书的帮助下，读者不需熟悉GPU硬件或者CUDAC（虽然熟悉这两者有助于使用本书）就可完成GPU的学习和使用。

差分方程描述随离散时间变化的系统的规律性，在自然科学、工程技术和社会现象中有着广泛的应用．本教材在大学数学课程的基础上较系统地介绍了差分方程的基本概念、求解方法，线性差分方程组的基本理论，差分方程的定性、稳定性分析办法和分支理论的知识，特别是Liapunov函数、差分不等式和比较定理、鞍结点分支、Flip分支和不变解曲线的分支等知识，以便为凑者进行差分方程的应用和理论研究提供基础．书中给出了大量的应用例子来展示差分方程或差分方程组在物理学、经济学、生态学和传染病动力学等方面的广泛应用，包括我们近年来在研究人口增长、艾滋病和结核病传播、甲型流感防控等问题中建立的差分方程模型的分析和应用．这是一本差分方程基础知识介绍和应用研究相结合的教材，我们希望本书能引导读者在差分方程的应用方面尽快地从

本书深入讨论Krylov子空间算法的核心思想和理论,结合算法的推导过程,介绍Krylov子空间算法和预处理技术的**进展,同时介绍Krylov子空间算法及预处理技术在电磁计算和数字图像处理中的应用.

本书以一维杆单元为例，系统地阐述了有限单元法的基本原理、数值方法、程序实现和固体力学领域各类问题中的应用。 全书共13章。前6章为有限单元法的理论基础，包括直接刚度法，一维杆的“强”形式与“弱”形式，单元和插值函数的构造，加权余量法与虚功原理建立有限元格式，变分原理建立有限元格式。后7章为专题部分，包括线性静态有限元分析，线性动态有限元分析，几何非线性有限元分析，材料非线性有限元分析，复合材料多尺度分析，结构灵敏度分析，桁架结构有限元教学软件EFESTS。本书通过一维杆单元详尽地展示了有限单元法的细节，使读者更容易地学习有限元理论，这是作者的基本出发点，也是本书的特色。

本书系统地论述了有限元方法的数学基础理论。本书以椭圆偏微分方程的边值问题为例,介绍了协调有限元方法以及非协调等非标准有限元方法的数学描述、收敛条件和性质、有限元解的先验和后验误差估计以及有限元空间的基本性质,其中包括作者多年来的部分研究成果。

本书系统地论述了矩阵扰动分析的理论、方法和新的进展，内容包括：矩阵空间的范数与度量，线性方程组和最小二乘问题的扰动理论，代数特征值问题的扰动理论等。本书不仅是总结作者多年研究工作的专著，而且是一本很好的教材，书中各节都附有难易程度不同的习题。

本书共分三卷，其内容环环相扣，自成一统。 上卷《数值算法设计》力图突破传统的计算方法学的学科体系，从一种统一的观点来阐述数值算法设计的原则、思想和方法。 上卷共分五章。前三章介绍常规算法的设计技术，即所谓缩减技术、校正技术和松弛技术。后两章分别介绍快速算法设计与并行算法设计的二分技术。二分技术是高效算法的设计技术。 本书中卷《二分演化技术》是二分技术的进一步展开，其内容侧重于同步并行算法的设计与分析，所考察的计算模型有叠加计算、一阶线性递推、三角方程组与三对角方程组等。中卷后一章介绍了快速Fourier变换FFT。 FFT是优秀算法的典范。 同FFT比较，快速Walsh变换更为精彩。本书下卷《Walsh演化分析》着重考察了Walsh函数与Walsh变换的演化机制。为刻画Walsh函数系的排序方式，作为铺垫，下卷的第

本书系统地论述了约束**化中常用的计算方法和新算法，以及这些方法的计算框图和在计算机上实现的计算方案。主要内容包括：二次规划算法、直接法、系列无约束**化方法、容许方向法、简约梯度法、约束变尺度法等。本书取材着眼于方法的实用性和全面性。

本书涵盖了数学建模初步、差分方程、插值与数值积分、常微分方程、线性代数方程组、非线性方程与方程组、无约束优化、约束优化、整数规划、数据统计分析、统计推断、回归分析等基本而重要的建模门类。各章的前部，是数学软件MATLAB/LINDO/LINGO的常用基本命令的演示，后部则是一些典型的建模案例，每个实验又区分难易，较简单的实验，以程序为单一主体；较复杂的，则设置模型问题、建模求解、程序设计、结果说明等段落，清晰演示一个数学模型从问题提出、模型假设到建模求解、编程实现的全过程，使得学生对基本命令有例可查，对典型方法有法可依。本书适合大学理工、人文、经管、医学、农学等各院系各专业的师生阅读和练习，只需具备若干基本的微积分、线性代数、概率统计、很优化的常识，以及推荐的安装有MATLAB/LINDO/LINGO等数学

本书对近年来认知计算和多目标优化领域常见的理论及技术进行了较为全面的阐述和总结，并结合作者多年的研究成果，对相关理论及技术在应用领域的实践情况进行了展示和报告。全书从认知计算和多目标优化两个方面展开，主要内容包含以下几个方面：认知科学及其特点，多目标优化问题及其求解方法，高效免疫多目标SAR图像自动分割算法，基于智能计算的认知无线网络频谱分配与频谱决策方法。

支持向量机的研究是近十余年机器学习、模式识别和数据挖掘领域中的研究热点，受到了计算数学、统计、计算机、自动化和电信等有关学科研究者的广泛关注，取得了丰硕的理论成果，并被广泛地应用于文本分类、图像处理、语音识别、时间序列预测和函数估计等领域，本书首先介绍了核函数的概念；然后从几何直观的角度介绍了建立二分类模型和回归模型过程中所取得的理论成果；*后对于分解算法、*小二乘支持向量机、多分类、模糊支持向量机、在线学习和大规模分类相关的优秀成果进行了归纳和整理，从数学上对相关算法的原理进行了详细分析。本书的内容既包括支持向量机的**进展，也包括作者的多年研究成果。作者希望本书能够有助于对机器学习、模式识别和数据挖掘感兴趣的读者更加快速地了解支持向量机的**研究动态，能够有助于读者理清算法的本

本书系统介绍线性规划、整数线性规划、无约束最优化和约束最优化的基本理论和方法，还介绍经济、金融、信息处理、统计、几何等领域中的具体优化模型，以及MATLAB 软件包中部分优化工具箱的操作方法.

无

云计算正在成为一种通用的计算技术，它将深刻地改变地球科学应用的传统方法和模式，解决21世纪地球科学面临的诸多挑战。本书通过17个章节及实例，从5个方面为读者介绍了全面的空间云计算知识，包括：（1）云计算的基本概念和为什么地球科学需要云计算？（2）如何将简单的地球科学应用迁移到云计算？（3）如何使云计算支撑复杂的地球科学应用？（4）如何测试一个云服务是否已准备好支撑地球科学应用？（5）什么是需要进一步研究的问题和需求？本书可为读者提供系统的空间云计算知识，指导读者了解空间云计算，应用空间云计算，进一步研究空间云计算。

本书介绍了科学计算中基本的数值计算方法。主要内容有：线性代数方程组的数值解法，非线性方程和方程组的迭代解法，矩阵特征值和特征向量的计算，函数的插值与曲线拟合，数值积分和常微分方程初值问题的数值解法。 本书可作高校理工科有关专业的教材，也可供有关科技人员参考。

The use of the preconditioned conjugate gradient method with circulant preconditioners to solve Toeplitz systems was proposed in 1986. In this short book,the author mainly studies some well-known preconditioners from a theoretical viewpoint. An application of preconditioners to systems of ordinary differential equations is also discussed. The book contains several important research results on iterative Toeplitz solvers obtained in recent years. It could be accessible to senior undergraduate students who, in various scientific computing disciplines, have a basic linear algebra, calculus, numerical analysis, and computing knowledge.The book is also useful to researchers and computational' practitioners who are interested in fast iterative Toeplitz solvers. Dr. Xiao-Qing Jin is a Professor at the Department of Mathematics, University of Macau. He is the author of 4 books and over 70 research papers. He is also a member of the editorial beards of Journal on Numerical Methods and Computer Applications, Numeri

本书根据普通高等理工科院校“计算方法”和“数值分析”课程的教学大纲编写而成，重点介绍计算机上常用的典型计算方法和基本理论。主要内容包括数值计算中的误差分析、线性方程组与非线性方程组的解法、矩阵特征值与特征向量的计算、非线性方程求根的方法、数值逼近的插值法与数据拟合法、数值积分与数值微分、常微分方程初值问题的数值解法等。书中内容力求精炼充实、由浅入深，从典型算法与实际问题着手，循序渐进，简洁易懂，便于教学与自学。每章都有较明确简洁的算法与实例，着重训练读者的计算能力，培养读者解决实际问题的方法和创新能力。每章后还配有适量的习题，便于读者掌握和巩固重点内容、算法与基本思想。

有限元结构分析在大型工程计算中至今仍居重要地位。本书系统地论述了有限元方程组形成和求解的各个步骤的并行计算格式和并行程序设计技巧，着重介绍了有限元分析的并行计算、大型稀疏有限元方程组直接解法的并行处理、大型稀疏线性方程组预处理共轭梯度法的并行处理、矩阵向量积的并行计算，还概括了近年来有关研究的主要成果，是一部具有较高理论水平和实用价值的著作。

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Navier-Stokes方程是流体的经典方程。在本书中，我们将从线性的Stokes问题入手，研究如何利用协调有限元方法、有限体积方法以及非协调有限元方法高效求解。然后在强**解情况和非奇异解束两个层面研究定常Navier-Stokes方程理论和高效计算方法，同时介绍求解定常Navier-Stokes方程的三种迭代方法和针对较大雷诺数问题的Euler时空迭代方法。后研究了非定常Navier-Stokes方程的有限元离散方法以及高效全离散方法。

本书讨论处理无约束**化问题的数值方法，主要包括Newton法。共轭梯度法、拟Newton法、Powell直接方法以及非线性小二乘法，并且阐明了其理论、应用和发展动向。

本书把握当今信息时代数字化、互联网、大数据三大技术特征，着眼于当代科学活动及科学文本的大数据引领科学计量学深刻变革的理念，从理论基础和应用两个方面介绍科学计量大数据的**进展。理论基础部分，从科学计量的大数据基础的角度，论述了数字出版、互联网与科学计量大数据，面向科学计量的数据体系；科学论文的使用数据和论文使用数据的开放获取优势；应用部分，分别探讨了科学家的工作时间表，科学论文在社交网络中的传播机制，实时追索论文使用数据呈现的研究热点与研究前沿，以及基于使用、引用等多重指标的单篇论文评价体系。

如何通过25次简单迭代得到圆周率的4500万位有效数字？利用深刻的数学思想以及高超的算法设计，就可以产生如此有威力的算法。本书用比较浅显的数学知识，比如三角函数、级数、迭代等概念，解释如何得到圆周率计算的高效算法。希望通过这本小册子，让读者从一个很小的角度感悟到计算机时代算法的基本思想。