计算科学

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计算科学,又称科学计算,是一个与数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决科学问题相关的研究领域。

基本概念

从计算的角度来说,计算科学(Computational Science),又称为科学计算,它是一种与数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决科学问题的研究领域。

从计算机的角度来说,计算科学(Computing Science)是应用高性能计算能力预测和了解实际世界物质运动或复杂现象演化规律的科学,它包括数值模拟、工程仿真、高效计算机系统和应用软件等。

应用范围

数值模拟

数值模拟有各种不同的目的,取决于被模拟的任务的特性:

重建和理解已知事件(如地震、海啸和其他自然灾害)。

预测未来或未被观测到的情况(如天气、亚原子粒子的行为)。

模型拟合与数据分析

适当调整模型或利用观察来解方程,不过也需要服从模型的约束条件(如石油勘探地球物理学、计算语言学)。

利用图论创建网络的模型,特别是那些相互联系的个人、组织和网站的模型。

计算优化

最优化已知方案(如工艺和制造过程、前端工程学)。

基本问题

计算科学的基本问题就是可计算问题和不可计算问题,以及计算的时间复杂度和空间复杂度。