论述科学计算的发展历史与趋势

论述科学计算的发展历史与趋势

科学计算即是数值计算，科学计算是指应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算。在现代科学和工程技术中，经常会遇到大量复杂的数学计算问题，这些问题用一般的计算工具来解决非常困难，而用计算机来处理却非常容易。

自然科学规律通常用各种类型的数学方程式表达，科学计算的目的就是寻找这些方程式的数值解。这种计算涉及庞大的运算量，简单的计算工具难以胜任。在计算机出现之前，科学研究和工程设计主要依靠实验或试验提供数据，计算仅处于辅助地位。计算机的迅速发展，使越来越多的复杂计算成为可能。利用计算机进行科学计算带来了巨大的经济效益，同时也使科学技术本身发生了根本变化：传统的科学技术只包括理论和试验两个组成部分，使用计算机后，计算已成为同等重要的第三个组成部分。

计算过程

主要包括建立数学模型、建立求解的计算方法和计算机实现三个阶段。

建立数学模型就是依据有关学科理论对所研究的对象确立一系列数量关系，即一套数学公式或方程式。复杂模型的合理简化是避免运算量过大的重要措施。数学模型一般包含连续变量，如微分方程、积分方程。它们不能在数字计算机上直接处理。为此，先把问题离散化，即把问题化为包含有限个未知数的离散形式（如有限代数方程组），然后寻找求解方法。计算机实现包括编制程序、调试、运算和分析结果等一系列步骤。软件技术的发展,为科学计算提供了合适的程序语言（如FORTRANALGOL）和其他软件工具,使工作效率和可靠性大为提高。

论述当代新科技产业革命的主要特征

（1）科学技术加速发展和急剧变革.一是当代科学技术的发展呈指数增长趋势,科学知识更新速度加快；二是面临新的科学技术革命和产业革命的转折点,以软件开发和大规模产业化为标志,人类进入了信息革命的新纪元.

（2）科学技术发展的综合体.现代的技术发明越来越依靠科学,科学与技术的关系已密不可分.

（3）科学技术与人文社会科学相结合.

（4）科学技术成为第一生产力以及当代科学技术国际化也是现代科学技术发展的重要特点.