Modern Fortran Explained

Author: Michael Metcalf
Publisher: Oxford University Press
ISBN: 9780192539878
Release Date: 2018-08-23
Genre: Computers

Fortran marches on, remaining one of the principal programming languages used in high-performance scientific, numerical, and engineering computing. A series of significant revisions to the standard versions of the language have progressively enhanced its capabilities, and the latest standard - Fortran 2018 - includes many additions and improvements. This edition of Modern Fortran Explained expands on the last. Given the release of updated versions of Fortran compilers, the separate descriptions of Fortran 2003 and Fortran 2008 have been incorporated into the main text, which thereby becomes a unified description of the full Fortran 2008 version of the language. This clearer standard has allowed many deficiencies and irregularities in the earlier language versions to be resolved. Four new chapters describe the additional features of Fortran 2018, with its enhancements to coarrays for parallel programming, interoperability with C, IEEE arithmetic, and various other improvements. Written by leading experts in the field, two of whom have actively contributed to Fortran 2018, this is a complete and authoritative description of Fortran in its latest form. It is intended for new and existing users of the language, and for all those involved in scientific and numerical computing. It is suitable as a textbook for teaching and, with its index, as a handy reference for practitioners.

Hidden Figures Unerkannte Heldinnen

Author: Margot Lee Shetterly
Publisher: HarperCollins
ISBN: 9783959676434
Release Date: 2017-01-02
Genre: History

1943 stellt das Langley Memorial Aeronautical Laboratory der NACA,die später zur NASA wird, erstmalig afroamerikanische Frauen ein. "Menschliche Rechner" - unter ihnen Dorothy Vaughan, die 1953 Vorgesetzte der brillanten afroamerikanischen Mathematikerin Katherine Johnson wird. Trotz Diskriminierung und Vorurteilen, treiben sie die Forschungen der NASA voran und Katherine Johnsons Berechnungen werden maßgeblich für den Erfolg der Apollo-Missionen. Dies ist ihre Geschichte. "Mit dieser unglaublich mitreißenden und vielschichtigen Erzählung zeigt Shetterly ihr Können. Die Geschichte begeistert in allen Aspekten." Booklist

Computational Physics

Author: Michael Bestehorn
Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG
ISBN: 9783110373042
Release Date: 2016-05-24
Genre: Science

Drawing on examples from various areas of physics, this textbook introduces the reader to computer-based physics using Fortran. It elucidates a broad palette of topics, including fundamental phenomena in classical mechanics and dynamic systems, effects in field theories and macroscopic structure formation, Monte Carlo methods in statistical physics, and hydrodynamics.

Distributionen Und Hilbertraumoperatoren

Author: Philippe Blanchard
Publisher: Springer
ISBN: 321182507X
Release Date: 1993-09-21
Genre: Science

Das Buch bietet eine Einführung in die zum Studium der Theoretischen Physik notwendigen mathematischen Grundlagen. Der erste Teil des Buches beschäftigt sich mit der Theorie der Distributionen und vermittelt daneben einige Grundbegriffe der linearen Funktionalanalysis. Der zweite Teil baut darauf auf und gibt eine auf das Wesentliche beschränkte Einführung in die Theorie der linearen Operatoren in Hilbert-Räumen. Beide Teile werden von je einer Übersicht begleitet, die die zentralen Ideen und Begriffe knapp erläutert und den Inhalt kurz beschreibt. In den Anhängen werden einige grundlegende Konstruktionen und Konzepte der Funktionalanalysis dargestellt und wichtige Konsequenzen entwickelt.

MPI Eine Einf hrung

Author: William Gropp
Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG
ISBN: 9783486841008
Release Date: 2007-01-01
Genre: Computers

Message Passing Interface (MPI) ist ein Protokoll, das parallel Berechnungen auf verteilten, heterogenen, lose-gekoppelten Computersystemen ermöglicht.

Using Advanced MPI

Author: William Gropp
Publisher: MIT Press
ISBN: 9780262527637
Release Date: 2014-11-14
Genre: Computers

This book offers a practical guide to the advanced features of the MPI (Message-Passing Interface) standard library for writing programs for parallel computers. It covers new features added in MPI-3, the latest version of the MPI standard, and updates from MPI-2. Like its companion volume, Using MPI, the book takes an informal, example-driven, tutorial approach. The material in each chapter is organized according to the complexity of the programs used as examples, starting with the simplest example and moving to more complex ones.Using Advanced MPI covers major changes in MPI-3, including changes to remote memory access and one-sided communication that simplify semantics and enable better performance on modern hardware; new features such as nonblocking and neighborhood collectives for greater scalability on large systems; and minor updates to parallel I/O and dynamic processes. It also covers support for hybrid shared-memory/message-passing programming; MPI_Message, which aids in certain types of multithreaded programming; features that handle very large data; an interface that allows the programmer and the developer to access performance data; and a new binding of MPI to Fortran.

Advanced Finite Element Simulation with MSC Marc

Author: Zia Javanbakht
Publisher: Springer
ISBN: 9783319476681
Release Date: 2017-01-02
Genre: Technology & Engineering

This book offers an in-depth insight into the general-purpose finite element program MSC Marc, which is distributed by MSC Software Corporation. It is a specialized program for nonlinear problems (implicit solver) which is common in academia and industry. The primary goal of this book is to provide a comprehensive introduction to a special feature of this software: the user can write user-subroutines in the programming language Fortran, which is the language of all classical finite element packages. This subroutine feature allows the user to replace certain modules of the core code and to implement new features such as constitutive laws or new elements. Thus, the functionality of commercial codes (‘black box’) can easily be extended by linking user written code to the main core of the program. This feature allows to take advantage of a commercial software package with the flexibility of a ‘semi-open’ code.

Numerical Methods for Delay Differential Equations

Author: Alfredo Bellen
Publisher: OUP Oxford
ISBN: 9780191523137
Release Date: 2003-03-20
Genre: Mathematics

The main purpose of the book is to introduce the readers to the numerical integration of the Cauchy problem for delay differential equations (DDEs). Peculiarities and differences that DDEs exhibit with respect to ordinary differential equations are preliminarily outlined by numerous examples illustrating some unexpected, and often surprising, behaviours of the analytical and numerical solutions. The effect of various kinds of delays on the regularity of the solution is described and some essential existence and uniqueness results are reported. The book is centered on the use of Runge-Kutta methods continuously extended by polynomial interpolation, includes a brief review of the various approaches existing in the literature, and develops an exhaustive error and well-posedness analysis for the general classes of one-step and multistep methods. The book presents a comprehensive development of continuous extensions of Runge-Kutta methods which are of interest also in the numerical treatment of more general problems such as dense output, discontinuous equations, etc. Some deeper insight into convergence and superconvergence of continuous Runge-Kutta methods is carried out for DDEs with various kinds of delays. The stepsize control mechanism is also developed on a firm mathematical basis relying on the discrete and continuous local error estimates. Classical results and a unconventional analysis of "stability with respect to forcing term" is reviewed for ordinary differential equations in view of the subsequent numerical stability analysis. Moreover, an exhaustive description of stability domains for some test DDEs is carried out and the corresponding stability requirements for the numerical methods are assessed and investigated. Alternative approaches, based on suitable formulation of DDEs as partial differential equations and subsequent semidiscretization are briefly described and compared with the classical approach. A list of available codes is provided, and illustrative examples, pseudo-codes and numerical experiments are included throughout the book.

Numerical Methods for Engineers

Author: Steven C. Chapra
Publisher:
ISBN: 9814670871
Release Date: 2016-03
Genre: Technology & Engineering

Numerical Methods for Engineers retains the instructional techniques that have made the text so successful. Chapra and Canale's unique approach opens each part of the text with sections called "Motivation" "Mathematical Background" and "Orientation". Each part closes with an "Epilogue" containing "Trade-Offs" "Important Relationships and Formulas" and "Advanced Methods and Additional References". Much more than a summary the Epilogue deepens understanding of what has been learned and provides a peek into more advanced methods. Numerous new or revised problems are drawn from actual engineering practice. The expanded breadth of engineering disciplines covered is especially evident in these exercises which now cover such areas as biotechnology and biomedical engineering. Excellent new examples and case studies span all areas of engineering giving students a broad exposure to various fields in engineering.McGraw-Hill Education's Connect is also available as an optional add on item. Connect is the only integrated learning system that empowers students by continuously adapting to deliver precisely what they need when they need it how they need it so that class time is more effective. Connect allows the professor to assign homework quizzes and tests easily and automatically grades and records the scores of the student's work. Problems are randomized to prevent sharing of answers an may also have a "multi-step solution" which helps move the students' learning along if they experience difficulty.

Wissenschaftliches Rechnen mit MATLAB

Author: Alfio Quarteroni
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783540293071
Release Date: 2005-12-20
Genre: Mathematics

Aus den Rezensionen der englischen Auflage: Dieses Lehrbuch ist eine Einführung in das Wissenschaftliche Rechnen und diskutiert Algorithmen und deren mathematischen Hintergrund. Angesprochen werden im Detail nichtlineare Gleichungen, Approximationsverfahren, numerische Integration und Differentiation, numerische Lineare Algebra, gewöhnliche Differentialgleichungen und Randwertprobleme. Zu den einzelnen Themen werden viele Beispiele und Übungsaufgaben sowie deren Lösung präsentiert, die durchweg in MATLAB formuliert sind. Der Leser findet daher nicht nur die graue Theorie sondern auch deren Umsetzung in numerischen, in MATLAB formulierten Code. MATLAB select 2003, Issue 2, p. 50. [Die Autoren] haben ein ausgezeichnetes Werk vorgelegt, das MATLAB vorstellt und eine sehr nützliche Sammlung von MATLAB Funktionen für die Lösung fortgeschrittener mathematischer und naturwissenschaftlicher Probleme bietet. [...] Die Präsentation des Stoffs ist durchgängig gut und leicht verständlich und beinhaltet Lösungen für die Übungen am Ende jedes Kapitels. Als exzellenter Neuzugang für Universitätsbibliotheken- und Buchhandlungen wird dieses Buch sowohl beim Selbststudium als auch als Ergänzung zu anderen MATLAB-basierten Büchern von großem Nutzen sein. Alles in allem: Sehr empfehlenswert. Für Studenten im Erstsemester wie für Experten gleichermassen. S.T. Karris, University of California, Berkeley, Choice 2003.

Numerik f r Ingenieure und Naturwissenschaftler

Author: Wolfgang Dahmen
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783540764939
Release Date: 2008-03-19
Genre: Mathematics

Neben einer Einführung in alle grundlegenden numerischen Methodenbausteine illustriert das Lehrbuch anhand komplexer Anwendungen, wie diese Bausteine zu kombinieren sind. Die Themen sind so aufbereitet, dass auf Basisdarstellungen vertiefende Abschnitte folgen. Dem vorangestellt ist jeweils eine mit Beispielen untermauerte Diskussion der Begriffe Kondition und Stabilität. Das Buch ist sowohl für die Numerikausbildung im Mathematikstudium geeignet als auch für eine einsemestrige oder weiterführende Numerik-Vorlesung im Ingenieurstudium.

Algorithmen Eine Einf hrung

Author: Thomas H. Cormen
Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG
ISBN: 9783110522013
Release Date: 2013-01-01
Genre: Computers

Der "Cormen" bietet eine umfassende und vielseitige Einführung in das moderne Studium von Algorithmen. Es stellt viele Algorithmen Schritt für Schritt vor, behandelt sie detailliert und macht deren Entwurf und deren Analyse allen Leserschichten zugänglich. Sorgfältige Erklärungen zur notwendigen Mathematik helfen, die Analyse der Algorithmen zu verstehen. Den Autoren ist es dabei geglückt, Erklärungen elementar zu halten, ohne auf Tiefe oder mathematische Exaktheit zu verzichten. Jedes der weitgehend eigenständig gestalteten Kapitel stellt einen Algorithmus, eine Entwurfstechnik, ein Anwendungsgebiet oder ein verwandtes Thema vor. Algorithmen werden beschrieben und in Pseudocode entworfen, der für jeden lesbar sein sollte, der schon selbst ein wenig programmiert hat. Zahlreiche Abbildungen verdeutlichen, wie die Algorithmen arbeiten. Ebenfalls angesprochen werden Belange der Implementierung und andere technische Fragen, wobei, da Effizienz als Entwurfskriterium betont wird, die Ausführungen eine sorgfältige Analyse der Laufzeiten der Programme mit ein schließen. Über 1000 Übungen und Problemstellungen und ein umfangreiches Quellen- und Literaturverzeichnis komplettieren das Lehrbuch, dass durch das ganze Studium, aber auch noch danach als mathematisches Nachschlagewerk oder als technisches Handbuch nützlich ist. Für die dritte Auflage wurde das gesamte Buch aktualisiert. Die Änderungen sind vielfältig und umfassen insbesondere neue Kapitel, überarbeiteten Pseudocode, didaktische Verbesserungen und einen lebhafteren Schreibstil. So wurden etwa - neue Kapitel zu van-Emde-Boas-Bäume und mehrfädigen (engl.: multithreaded) Algorithmen aufgenommen, - das Kapitel zu Rekursionsgleichungen überarbeitet, sodass es nunmehr die Teile-und-Beherrsche-Methode besser abdeckt, - die Betrachtungen zu dynamischer Programmierung und Greedy-Algorithmen überarbeitet; Memoisation und der Begriff des Teilproblem-Graphen als eine Möglichkeit, die Laufzeit eines auf dynamischer Programmierung beruhender Algorithmus zu verstehen, werden eingeführt. - 100 neue Übungsaufgaben und 28 neue Problemstellungen ergänzt. Umfangreiches Dozentenmaterial (auf englisch) ist über die Website des US-Verlags verfügbar.

Computer Numerik 1

Author: Christoph Überhuber
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783642577956
Release Date: 2013-03-08
Genre: Mathematics


Numerik Algorithmen

Author: Gisela Engeln-Müllges
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783540263531
Release Date: 2006-01-14
Genre: Mathematics

Das Buch ist eine praxisnahe Einführung in die Numerische Mathematik zu grundlegenden Aufgabengebieten wie lineare und nichtlineare Gleichungen und Systeme, Eigenwerte von Matrizen, Approximation, Interpolation, Splines, Quadratur und Kubatur. Die Autoren beschreiben die mathematischen und numerischen Prinzipien wichtiger Verfahren und stellen leistungsfähige Algorithmen für deren Durchführung dar. Zahlreiche Beispiele und erläuternde Skizzen erleichtern das Verständnis. Für jeden Problemkreis werden Entscheidungshilfen für die Auswahl der geeigneten Methode angegeben. Zu allen Verfahren wurden Programme in C entwickelt, die auf einer CD-ROM beigefügt sind. Eine zweite CD-ROM enthält Spline-Funktionen als Demo-Version aus der interaktiven Lernumgebung NUMAS.

Python kinderleicht

Author: Jason Briggs
Publisher: dpunkt.verlag
ISBN: 9783864919053
Release Date: 2016-03-09
Genre: Computers

Python ist eine leistungsfähige, moderne Programmiersprache. Sie ist einfach zu erlernen und macht Spaß in der Anwendung – mit diesem Buch umso mehr! »Python kinderleicht" macht die Sprache lebendig und zeigt Dir (und Deinen Eltern) die Welt der Programmierung. Jason R. Briggs führt Dich Schritt für Schritt durch die Grundlagen von Python. Du experimentierst mit einzigartigen (und oft urkomischen) Beispielprogrammen, bei denen es um gefräßige Monster, Geheimagenten oder diebische Raben geht. Neue Begriffe werden erklärt, der Programmcode ist farbig dargestellt, strukturiert und mit Erklärungen versehen. Witzige Abbildungen erhöhen den Lernspaß. Jedes Kapitel endet mit Programmier-Rätseln, an denen Du das Gelernte üben und Dein Verständnis vertiefen kannst. Am Ende des Buches wirst Du zwei komplette Spiele programmiert haben: einen Klon des berühmten »Pong" und »Herr Strichmann rennt zum Ausgang" – ein Plattformspiel mit Sprüngen, Animation und vielem mehr. Indem Du Seite für Seite neue Programmierabenteuer bestehst, wirst Du immer mehr zum erfahrenen Python-Programmierer. - Du lernst grundlegende Datenstrukturen wie Listen, Tupel und Maps kennen. - Du erfährst, wie man mit Funktionen und Modulen den Programmcode organisieren und wiederverwenden kann. - Du wirst mit Kontrollstrukturen wie Schleifen und bedingten Anweisungen vertraut und lernst, mit Objekten und Methoden umzugehen. - Du zeichnest Formen mit dem Python-Modul Turtle und erstellst Spiele, Animationen und andere grafische Wunder mit tkinter. Und: »Python kinderleicht" macht auch für Erwachsene das Programmierenlernen zum Kinderspiel! Alle Programme findest Du auch zum Herunterladen auf der Website!