Spis treści. I. Skuteczne. Od autora... Obliczenia inżynierskie i naukowe... Ostrzeżenia...XVII

Transkrypt

1 Spis treści Od autora Obliczenia inżynierskie i naukowe X XII Ostrzeżenia XVII I. Skuteczne 1. MATLAB i Octave MATLAB i Octave MATLAB Octave: darmowy klon MATLAB-a Porównanie Zaczynamy! Dokumentacja Podstawowy obiekt: macierz Tworzenie macierzy Macierze specjalne Praca z blokami macierzy Odwoływanie się do elementów macierzy Format wyświetlania wyników Podstawowe operacje matematyczne na macierzach Parametry macierzy Macierze rozrzedzone MacierzeN-wymiarowe Napisy Zarządzanie utworzonymi obiektami Zapis macierzy i innych danych do pliku

2 VI Formaty zapisu danych Format binarny czy tekstowy? Proste konstrukcje programistyczne Instrukcje warunkowe Pętle Wektoryzacja kontra pętle Inne sposoby organizacji danych Struktury Zmienne tablicowe Inne typy numeryczne Rozszerzanie możliwości środowiska Skrypty Funkcje Zmienne globalne i statyczne Funkcje jako parametry innych funkcji Instrukcje ostrzegawcze Funkcje anonimowe Organizacja zbioru własnych funkcji i skryptów Wizualizacja Wykresy funkcji jednej zmiennej Wykresy w skali liniowej Wykres w skali logarytmicznej Łączenie wykresów kilku funkcji na jednym obrazku Wykresy funkcji dwóch zmiennych Pole skalarne Pole wektorowe Animacja: dodawanie trzeciego wymiaru Zapis wykresu do pliku Elementy uzupełniające wykres Elementy podstawowe Modyfikacja parametrów linii wykresu Wizualizacja macierzy Podstawy Polecenie imagesc jako odmienny sposób wizualizacji funkcji dwóch zmiennych Typowe zadania numeryczne Arytmetyka zmiennopozycyjna Rozwiązywanie układów równań liniowych i liniowego zadania najmniejszych kwadratów Układ równań liniowych Liniowe zadanie najmniejszych kwadratów Istotne szczegóły działania operatora \ Układy z wieloma prawymi stronami Wykorzystanie rozkładów macierzy

3 VII Macierze rozrzedzone Inne standardowe zadania algebry liniowej Interpolacja i dyskretna aproksymacja średniokwadratowa Aproksymacja ciągła Interpolacja dyskretna Dyskretna transformacja Fouriera Równania nieliniowe Nieliniowe równania skalarne. Równania wielomianowe Optymalizacja Programowanie liniowe w Octave Programowanie nieliniowe w Octave Całkowanie Równania różniczkowe zwyczajne Rodzina funkcji ode Uniwersalna funkcja lsode z Octave Opcje pracy solverów Równania różniczkowe cząstkowe Równanie reakcji dyfuzji Przyspieszanie własnych funkcji i skryptów Pomiar czasu Prealokacja i wektoryzacja Wykorzystanie zoptymalizowanych bibliotek w Octave Skompilowane moduły Moduły w Octave Moduły MEX w MATLAB-ie II. Szybkie 9. Programy numeryczne w języku C Podstawy Typy numeryczne w C Stałe matematyczne i podstawowa biblioteka matematyczna Zapis danych do pliku Przekazywanie do programu argumentów z wiersza poleceń Wczytywanie danych z pliku w formacie tekstowym Macierze w pamięci komputera Wykorzystanie bibliotek fortranowskich Projekty złożone Tworzenie własnych bibliotek Polecenie make. Jak tworzyć plik Makefile? Dodatkowe ułatwienia dla programisty Wybrane biblioteki numeryczne Biblioteki wielozadaniowe GNU Scientific Library (GSL) Intel Math Kernel Library (MKL) AMD Core Math Library (ACML)

4 VIII Algebra liniowa macierze gęste BLAS, LAPACK i ich zoptymalizowane wersje Algebra liniowa macierze rozrzedzone Reprezentacja macierzy rozrzedzonych UMFPACK Równania różniczkowe zwyczajne Przegląd innych bibliotek numerycznych Optymalizacja szybkości programów Prawo Amdahla Architektura procesora Możliwości obliczeń zmiennopozycyjnych Teoretyczne wydajności wybranych procesorów Hierarchia pamięci Pamięć podręczna detale techniczne Praktyczna optymalizacja implementacji programów numerycznych Dobór opcji kompilacji Optymalizowanie programów Wykorzystanie zoptymalizowanych bibliotek Skuteczne wykorzystanie pamięci podręcznej Likwidacja i rozwijanie pętli Wklejanie funkcji Unikanie dzielenia Wynoszenie niezmienników na zewnątrz pętli Wektoryzacja Wielowątkowość Zmienne pojedynczej precyzji III. Efektowne 12. Wizualizacja danych naukowych Kilka podstawowych grzechów wizualizacji OpenDX Opis danych w formacie General Array Pole dyskretyzowane na siatce regularnej Pole dyskretyzowane na siatce nieregularnej Przykłady wizualizacji w OpenDX Wizualizacja dwuwymiarowego pola skalarnego na siatce regularnej Wizualizacja trójwymiarowego pola skalarnego na siatce nieregularnej Wizualizacja ewolucji dwuwymiarowego pola skalarnego Wybrane moduły OpenDX ParaView Opis danych w formacie VTK Pole dyskretyzowane na siatce regularnej Pole dyskretyzowane na siatce nieregularnej Przykłady wizualizacji w ParaView

5 IX Wizualizacja dwuwymiarowego pola skalarnego na siatce regularnej Wizualizacja trójwymiarowego pola skalarnego na siatce nieregularnej Wizualizacja ewolucji dwuwymiarowego pola skalarnego Wybrane filtry ParaView Bibliografia Indeks