工程数学习题课精讲

工程数学习题课精讲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:天津大学出版社
作者:赵玉环 张青
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1999-08-01
价格:16.0
装帧:
isbn号码:9787561812273
丛书系列:
图书标签:
  • 工程数学
  • 高等数学
  • 数学辅导
  • 习题讲解
  • 考研数学
  • 大学教材
  • 数学学习
  • 工程应用
  • 数学技巧
  • 解题方法
想要找书就要到 小哈图书下载中心
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

本书分线性代数、概率论与数理统计、积分变换三篇,按目的要求、基本内容、例题分析、习题四项内容讲述,附有习题答案。

编程之巅:从零构建高性能计算系统 内容提要 本书并非侧重于理论推导或公式演算,而是深入探讨如何将抽象的数学模型转化为高效、可运行的计算机程序,并在此过程中优化系统性能的实践指南。我们聚焦于高性能计算(HPC)的实际操作层面,涵盖了从硬件架构理解到软件优化策略的各个环节。全书以“构建”为核心理念,带领读者亲手搭建一个能够处理大规模科学计算任务的软件框架。 第一部分:底层架构的洞察与映射 在深入应用之前,理解支撑计算的物理基础至关重要。本部分将系统地介绍现代并行计算环境的关键组成部分,而非简单停留在概念层面。 第一章:处理器层面的内存层次结构与缓存优化 本章详细剖析了现代CPU(特别是多核、多线程架构)的L1、L2、L3缓存的工作机制、伪共享(False Sharing)问题及其对计算性能的负面影响。我们将通过实际的内存访问模式分析工具,演示如何重构数据结构和算法,以实现最大化的缓存命中率。重点讨论数据局部性(Data Locality)的量化指标与优化技术,包括数据预取(Prefetching)的硬件支持与软件提示。案例分析将聚焦于密集矩阵运算中,如何通过分块(Blocking/Tiling)策略打破数据惰性。 第二章:操作系统与线程调度对计算吞吐率的影响 我们不再讨论操作系统的基本概念,而是深入研究其对计算任务的实际影响。本章将解析进程与线程的上下文切换成本,以及NUMA(非均匀内存访问)架构下,内存分配策略如何决定跨节点通信的效率。内容涵盖线程绑定制(Thread Affinity)、锁竞争(Lock Contention)的识别与规避,并介绍使用高性能内存分配器(如jemalloc, tcmalloc)来最小化内存碎片化和延迟。读者将学习如何通过系统调用监控工具(如`perf`, `strace`)诊断性能瓶颈。 第二章:异构计算的融合:GPU与加速器的编程范式 本章侧重于如何有效地利用图形处理器(GPU)和专用加速器。我们将超越基础的CUDA或OpenCL语法介绍,着重讨论异构并行化策略。内容包括:主机-设备(Host-Device)数据传输的最小化技术,流(Streams)的并发管理,以及如何为特定的计算内核设计最优的线程束(Warp)和块(Block)布局。此外,还将探讨OpenACC和SYCL等高级抽象层,用于实现更具可移植性的加速器代码。 第二部分:并行化策略与算法的重构 本部分的核心在于将串行算法转化为高效的并行实现,并管理并行执行中的复杂依赖关系。 第三章:大规模并行编程模型与同步机制 本章深入比较不同并行模型的适用场景:从底层的MPI(消息传递接口)在集群环境中的应用,到更高层次的OpenMP在共享内存系统中的应用。我们将详细探讨并行化中的数据依赖性分析,并提供一套实用的启发式方法来识别和消除数据竞争。同步机制的讨论将集中在性能权衡上,例如,比较原子操作(Atomics)、屏障(Barriers)与更细粒度的锁在不同负载下的表现。 第四章:稀疏矩阵计算的高效实现 稀疏数据结构(如CSR, COO, BSR)的存储与处理是许多实际应用(如有限元分析、图算法)的瓶颈。本章不重复标准存储格式的定义,而是聚焦于如何为特定计算模式(如矩阵向量乘法 SpMV)优化存储格式。内容包括混合格式的使用、并行稀疏矩阵的构建算法,以及如何利用GPU的非结构化内存访问能力来加速稀疏操作。 第五章:迭代求解器与收敛性加速 对于大型线性系统的求解,迭代方法是主流。本章探讨如何将这些求解器(如GMRES, BiCGSTAB)与高效的预处理器(如代数多重网格AMG、填充预条件子ILU/IC)结合。重点在于并行预处理器的设计,以及如何通过动态调整迭代参数和预处理器的稀疏度,来平衡计算成本和收敛速度。 第三部分:性能评估、调试与部署 构建高性能代码并非终点,准确地衡量和验证其性能是关键。 第六章:性能度量与瓶颈诊断 本章教授一套系统化的性能分析流程。我们将详细介绍如何使用硬件性能计数器(Hardware Performance Counters)来获取真实的IPC(每周期指令数)、缓存未命中率等指标。我们将重点讲解“漂移分析”(Profiling Drift Analysis)和“墙上时间分析”(Wall-Clock Time Analysis),以区分计算密集型、I/O密集型和通信密集型的性能瓶颈。 第七章:数值稳定性与并行错误排查 在分布式和大规模并行环境中,浮点数计算的顺序依赖性可能导致数值结果的细微差异。本章讨论如何设计“可重现的并行计算”,以及如何利用特定的调试工具(如Valgrind的并行版本、Address Sanitizer)来定位死锁(Deadlocks)和竞态条件(Race Conditions)。 第八章:工具链的集成与持续集成 本章关注将高性能代码投入实际使用的流程。内容包括如何使用CMake/Meson等现代构建系统来自动化编译优化选项,如何集成性能测试到持续集成(CI)流程中,以及如何使用容器技术(如Docker/Singularity)来确保计算环境的可移植性和可重复性。 总结 本书旨在培养读者将计算科学知识转化为工程实践的能力,通过对底层硬件的深刻理解和对软件实现的精细控制,最终目标是实现计算任务的极限性能。全书的案例均围绕实际的工程问题展开,强调“动手实践”和“性能导向设计”。

作者简介

目录信息

第一篇 线性代数;
第二篇 概率论与数理统计;
第三篇 积分变换
 
· · · · · · (收起)

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

当我翻开《工程数学习题课精讲》时,我内心是忐忑的,因为过去的学习经历告诉我,工程数学的学习总是伴随着大量的练习和反复的推导,很容易陷入“题海战术”的泥沼。然而,这本书完全打破了我的固有认知。它并没有给我堆砌无穷无尽的习题,而是将每一道题都变成了一个学习的“节点”,一个引导我深入理解数学概念的契机。我特别欣赏作者对于“解题思路”的梳理。书中每一道例题的解析,不仅仅是给出最终答案,更重要的是展示了作者是如何一步步思考,如何选择合适的数学工具,如何进行逻辑推理,以及如何规避常见的错误。这让我不再是死记硬背解题步骤,而是学会了“如何思考”这个问题。我印象非常深刻的是,在讲解线性回归的章节,作者给出了一个简单的例子,然后分析了为什么直接使用最小二乘法可能存在一些问题,并引导我们思考如何通过正则化等方法来改进模型。这种“提出问题,分析问题,解决问题”的完整过程,让我对模型的理解更加深刻,而不是仅仅停留在公式的应用层面。书中还特别设置了“难点解析”和“常见误区”的板块,这些内容恰恰是我在自学过程中最容易遇到的瓶颈。作者用简洁明了的语言,将这些看似复杂的问题剖析得头头是道,并且给出了有效的解决方案。这让我感觉自己不是一个人在战斗,而是在一位经验丰富的导师的带领下,有针对性地攻克难关。这本书的练习题设计也非常有梯度,从基础概念的巩固,到复杂模型的应用,层层递进,让我能够循序渐进地提升自己的数学能力。它让我明白了,学习工程数学,不是靠“刷题量”,而是靠“刷题的质量”,靠每一次练习背后的深刻反思和理解。

评分

在我之前的学习经历中,工程数学总给我一种“纸上谈兵”的感觉,那些抽象的公式和定理,虽然理论上听起来很有道理,但总觉得与实际的工程应用有些脱节。《工程数学习题课精讲》这本书,恰恰填补了我的这个认知鸿沟。它将数学理论与工程实践进行了绝妙的融合,让我深刻体会到数学作为一种“解决之道”的力量。我特别喜欢书中对“数学模型的建立与验证”的详细讲解。作者并不只是给出模型,而是带领我一步步地思考,一个实际的工程问题,是如何被抽象成数学模型的,在这个过程中需要考虑哪些因素,做哪些假设,以及模型的局限性在哪里。我记得在讲解弹性力学中的偏微分方程时,作者以一个桥梁的受力分析为例,详细阐述了如何建立相应的偏微分方程,如何选择合适的边界条件,以及求解后如何解释结果在桥梁结构中的意义。这种“从实际到抽象,再从抽象到实际”的完整过程,让我真正理解了数学建模的精髓。书中还善于引用一些“前沿”的工程技术案例,比如机器学习中的梯度下降法,或者大数据分析中的统计建模。这些案例不仅让我看到了数学在现代科技中的重要地位,也极大地激发了我学习的兴趣和动力。我常常会在自己尝试解答题目时,遇到思路不清或者方法不对的情况,翻开书本,发现作者已经用更加清晰、更加系统的方式,为我指明了道路。书中对一些“刁钻”的题目,还会提供多种解题思路,并且分析它们的优劣。这种“发散性”的思考训练,让我学会了如何从不同的角度去审视和解决问题。这本书让我觉得,学习工程数学,不仅仅是知识的积累,更是思维的升华,是一种能力的培养。

评分

老实说,拿到《工程数学习题课精讲》之前,我对工程数学的恐惧感是深入骨髓的。那些复杂的符号,跳跃的思维,总是让我感觉自己像个迷失在迷宫里的孩子,找不到出口。然而,这本书就像一道穿透迷雾的阳光,给我带来了前所未有的清晰和希望。我特别喜欢书中对于“数学建模”的讲解。它并没有简单地告诉我们如何套用公式,而是从一个具体的工程问题出发,引导我们思考“我们需要用什么数学工具来描述这个问题?”,然后如何将实际问题转化为数学语言,建立起数学模型,最后再用数学方法求解,并将结果解释回实际问题。这个过程,让我第一次真正理解了数学在工程领域中的核心价值——它是一种解决复杂问题的强大思维框架。书中对每一个模型建立的过程都解释得非常细致,考虑到了各种可能的情况和假设,并且会分析不同模型之间的优劣。我记得有一章是关于概率论和数理统计的,作者没有上来就讲那些复杂的概率分布,而是先从一个简单的投币实验讲起,然后慢慢引申到大数定律和中心极限定理,让我深刻理解了统计学的基本思想。这种“由浅入深,由易到难”的学习路径,极大地减轻了我学习的心理负担,让我能够一步一个脚印地扎实掌握知识。更令我赞叹的是,书中穿插了大量与现代工程技术相关的案例,比如信号处理中的采样定理,控制系统中稳定性分析的例子,这些都让我看到了数学知识的实际应用,极大地增强了我学习的动力和兴趣。这本书的语言风格也非常亲切,作者在讲解一些抽象概念时,常常会使用生动的比喻或者生活化的例子,让我能够轻松理解。它让我不再是机械地记忆公式,而是真正地理解了公式背后的逻辑和思想。这本书真的让我感受到了工程数学的魅力,它不仅仅是大学里的必修课,更是打开通往工程世界的一把金钥匙。

评分

说实话,我之前对工程数学的“敬畏感”甚至带有一丝“抗拒感”。我总觉得那些符号和公式,像一层层厚厚的墙壁,把我阻隔在知识的海洋之外。《工程数学习题课精讲》的出现,就像一位技艺高超的建筑师,为我拆除了一道道围墙,让我得以自由地畅游在数学的海洋中。这本书最打动我的地方在于,它不是简单地呈现结果,而是深入地剖析了“过程”。我记得书中有一章是关于数值方法的,比如有限差分法。作者并没有直接给出计算公式,而是先讲述了如何将连续的微分方程用离散的差分方程来近似,以及为什么这种近似是合理的。这种对“近似”和“离散化”的思想的讲解,让我深刻理解了数值方法在解决解析法无法求解的问题时的重要性。书中还善于将抽象的数学概念与生动的工程实例联系起来。比如,在讲解矩阵的特征值和特征向量时,作者用了一个关于振动分析的例子,解释了特征值对应系统的固有频率,而特征向量则代表了相应的振动模式。这种“化抽象为具体”的讲解方式,让我一下子就抓住了核心要义,不再觉得这些概念遥不可及。我特别欣赏书中对于“数学工具的选择”的讨论。作者会分析在不同的工程场景下,应该选择什么样的数学工具来解决问题,以及如何根据问题的特点来调整和优化这些工具。这种“策略性”的学习,让我学会了如何灵活运用数学知识,而不是生搬硬套。书中的例题解析非常详细,作者不仅给出了正确的答案,还会分析一些不正确的解法,并解释为什么它们是错误的。这种“正反对比”的学习方式,让我能够更深刻地理解概念的边界和适用范围。这本书让我觉得,学习工程数学,不再是一件枯燥乏味的任务,而是一次充满探索和发现的旅程。

评分

这本书如同一位经验丰富的老友,用一种我从未想过的方式,为我打开了工程数学的神秘之门。我一直觉得那些抽象的公式和定理,就像隔着一层薄雾,看得见但抓不住,总是在我试图理解它们本质的时候,让我感到一阵无力。但是,《工程数学习题课精讲》这本书,真的做到了“精讲”。它没有直接给我一堆堆的公式和解题步骤,而是从每一个公式的诞生背景、它在实际工程中扮演的角色出发,娓娓道来。我记得有一次,我看着书中对傅里叶变换的讲解,作者并没有上来就讲那个复杂的积分形式,而是先给我讲了我们生活中遇到的周期性现象,比如海浪的起伏、声音的波动,然后巧妙地引出傅里叶变换,告诉我们它能把这些复杂的周期性信号分解成最简单的正弦波的组合。这种抽丝剥茧般的讲解方式,让我瞬间明白了傅里叶变换的意义,不再是孤立的一个概念,而是与我生活息息相关的一种强大的数学工具。更让我惊喜的是,书中对于每一个例题的解析,都仿佛在跟我进行一场深入的“对话”。它不仅仅是给出答案,更是在引导我思考,为什么选择这个方法,为什么这么操作。我常常会合上书,自己尝试着去解,遇到困惑的地方,再翻开书页,发现作者早就预料到了我的难点,并给出了清晰的提示和不同的思路。这种感觉,就像在进行一场高质量的“脑力激荡”,让我自己的思考能力也得到了极大的锻炼。我不再是被动地接受知识,而是主动地去探索和理解。这本书的排版也十分用心,图文并茂,很多复杂的概念都配有清晰易懂的图示,这对于我这样视觉型学习者来说,简直是福音。那些原本在我脑海中模糊不清的数学关系,在书中的插图下,变得生动而具体。我尤其喜欢书中穿插的一些“解题技巧”和“易错点提示”,这些都是经验之谈,往往能一语点醒梦中人,避免我走弯路。读这本书,我感觉自己不仅仅是在学习数学,更是在学习一种解决问题的方法论,一种严谨的逻辑思维方式。它让我对工程数学的信心倍增,也让我对即将开始的专业课程充满了期待。

评分

我曾经对工程数学的感觉,就像在黑暗的森林里摸索,周围充满了未知和恐惧,每一次的尝试都可能碰壁。直到我遇见了《工程数学习题课精讲》,它就像一束束明亮的火把,照亮了我前行的道路,让我看到了希望和方向。这本书最让我惊喜的是,它不仅仅是讲解“是什么”,更是深入分析“为什么”。比如,在讲解拉普拉斯变换时,作者并没有直接给出转换公式,而是从一个实际的工程问题——电路系统中的瞬态响应——出发,解释了为什么我们需要拉普拉斯变换,它如何将复杂的微分方程转化为代数方程,从而简化求解过程。这种“情景引入”的方式,让我瞬间理解了拉普拉斯变换的实用价值,而不是把它当作一个抽象的数学工具来记忆。我非常喜欢书中对“数学思想”的提炼。它不仅仅是传授知识,更是在培养一种数学思维方式。比如,在讲到复数时,作者不仅仅介绍了复数的运算,更是深入探讨了复数在工程信号分析中的重要作用,以及复平面为理解信号的相位和幅度提供了直观的几何解释。这种对数学思想的深入挖掘,让我不再是机械地套用公式,而是能够理解公式背后的深层逻辑。书中的例题解析也极其细致,作者会列出多种可能的解题思路,分析它们的优缺点,并最终选择最有效的方法。这种“多角度思考”的训练,极大地提升了我分析和解决问题的能力。我常常会在自己尝试解题遇到困难时,翻开书本,发现作者已经预设了我可能遇到的每一个障碍,并且给出了清晰的提示和解决方案。这让我感觉自己在与一位经验丰富、极具洞察力的导师进行“一对一”的辅导。这本书让我体会到了工程数学的逻辑之美和应用之广,它不仅仅是学术上的提升,更是对我解决实际问题的能力的一次全面武装。

评分

我一直认为,数学学习是一场孤独的跋涉,尤其是在面对像工程数学这样庞大而复杂的体系时,很容易感到迷茫和无助。《工程数学习题课精讲》的出现,彻底改变了我的这种看法。它更像一位耐心且富有智慧的向导,在我迷失方向时给予指引,在我遭遇困难时提供帮助。这本书最让我印象深刻的是,它对于“数学推导的逻辑链条”的清晰呈现。我过去在自学中,常常会因为某个推导步骤跳跃过大而感到困惑,不知道它是如何得出的。《工程数学习题课精讲》的作者则非常注重每一个细节,将复杂的数学推导分解成一系列逻辑清晰、步骤连贯的小环节。我记得有一处讲解的是关于概率密度函数的性质,作者一步步地从定义出发,通过积分的性质,推导出了它必须满足的条件。这个过程,让我看到了数学的严谨性和确定性,也让我学会了如何去构建自己的数学推导。书中还善于引用一些历史上著名的数学定理和方法的“发现史”,比如,在讲解积分变换时,作者会简单介绍一下傅里叶、拉普拉斯等科学家在解决实际问题过程中,如何逐步发展出这些数学工具的。这种“历史的视角”不仅增加了学习的趣味性,更让我对这些数学概念有了更深层次的理解,认识到它们是人类智慧的结晶。我尤其喜欢书中关于“数学模型的不确定性”的讨论。作者会坦诚地指出,很多数学模型都是对现实世界的简化和近似,并且会讨论模型的局限性以及如何评估模型的可靠性。这种“批判性”的学习态度,让我不再盲目相信数学结论,而是学会了如何辩证地看待问题。这本书让我感觉,我不仅仅是在学习数学知识,更是在学习一种严谨的科学思维方式,一种不断追求真理的探索精神。

评分

我曾经对工程数学的理解,就像一个没有地图的探险者,面对着广袤而未知的领域,充满了困惑和不安。但《工程数学习题课精讲》的出现,就像一位经验丰富的向导,为我绘制了一幅清晰的地图,并指引我一步步地探索其中的奥秘。《工程数学习题课精讲》这本书最让我受益匪浅的,是它能够将那些看似晦涩难懂的数学定理,转化为易于理解和掌握的“工具”。我记得在学习线性代数中的“特征值与特征向量”时,作者并不是仅仅给出了定义和计算方法,而是将其与振动分析、主成分分析等实际工程问题紧密联系起来,让我理解了这些数学概念在解决实际问题中的核心价值。我特别喜欢书中对“数学公式的背后含义”的深度挖掘。作者不仅仅是告诉你公式是什么,更会解释这个公式是如何推导出来的,它在实际工程中代表了什么物理意义,以及它的适用范围是什么。比如,在讲解概率论中的“贝叶斯定理”时,作者深入浅出地解释了它如何从先验概率更新到后验概率,以及在故障诊断、模式识别等领域的应用。这种“追根溯源”的学习方式,让我对数学公式有了更深刻的理解,而不是仅仅停留在机械的记忆层面。书中还穿插了大量“解题技巧”和“思维导图”式的总结,这些内容对于帮助我梳理知识脉络、构建知识体系起到了至关重要的作用。我常常会在自己学习遇到瓶颈时,翻开书本,寻找那些“点石成金”的技巧,发现作者总能在我最需要的时候,给出最恰当的提示和指导。这本书让我觉得,学习工程数学,不再是一件枯燥的任务,而是一次充满乐趣和成就感的探索过程,它为我打开了通往工程世界的大门,让我看到了无限的可能性。

评分

我一直以为,数学这东西,要么就是晦涩难懂的纯理论,要么就是枯燥乏味的公式堆砌。《工程数学习题课精讲》彻底颠覆了我对工程数学的刻板印象。它像一本有温度的书,用一种充满人文关怀的语调,引领我走进了这个曾经让我望而生畏的学科。我记得书中有一章是关于线性代数的,我之前对矩阵和向量总是感到有些“遥远”,觉得它们离我的生活太远了。但是,作者通过讲解线性变换,将向量空间和几何图形的变换联系起来,让我看到了线性代数在计算机图形学、图像处理等领域的巨大应用。那种“原来数学还能这么玩”的惊叹感,至今仍让我回味无穷。书中的例题设计也十分巧妙,它们不是那种脱离实际的“空中楼阁”,而是紧密联系工程实际的。比如,在讲解微分方程时,作者会引入一个关于电路分析的实际问题,然后一步步地引导我们如何建立微分方程模型,如何求解,最后又如何解释结果在电路中的含义。这种“从问题到模型,从模型到求解,从求解到解释”的完整过程,让我深深体会到数学作为一种强大的建模和分析工具的魅力。最让我印象深刻的是,作者在讲解一些核心概念时,总是会引用一些历史典故或者科学家的故事,这让原本冰冷的数学知识顿时有了生命力。比如,在讲到微积分的起源时,作者讲述了牛顿和莱布尼茨的争论,以及他们是如何在解决实际问题的过程中,独立地发展出微积分的。这种故事性的穿插,不仅增加了阅读的趣味性,也让我对这些伟大的数学家充满了敬意,更加深入地理解了数学思想的演变过程。这本书让我意识到,学习工程数学,不仅仅是为了掌握解题技巧,更是为了培养一种抽象思维能力、逻辑推理能力以及解决实际问题的能力。它像一位循循善诱的良师益友,让我在这个过程中,不仅提升了数学功底,也拓展了我的视野,激发了我对科学研究的浓厚兴趣。

评分

在我对工程数学的认知体系里,它一直是一个庞大而模糊的“黑盒子”,里面充满了令人望而生畏的公式和符号。《工程数学习题课精讲》这本书,就像一个精巧的工具箱,为我打开了这个黑盒子,让我得以一窥其内部的奥秘,并从中找到了解决问题的利器。这本书最让我欣赏的一点是,它能够将看似“高高在上”的数学理论,与“接地气”的工程实践紧密结合。我记得在学习复变函数时,作者并没有仅仅停留在复数运算和柯西积分定理的讲解上,而是引入了信号处理中的频率域分析,以及复变函数在线路稳定性分析中的应用。这种“跨学科”的讲解,让我看到了数学不仅仅是理论的构建,更是解决实际工程难题的强大武器。我非常喜欢书中对“数学方法的优化”的探讨。作者在讲解一道例题时,往往会给出不止一种解法,并且分析不同解法的优劣,例如计算量、精度、易用性等方面。这种“选择最佳方法”的训练,极大地提升了我分析问题和优化方案的能力。我常常会在自己遇到困惑时,翻开书本,发现书中已经预设了我可能遇到的每一个“坑”,并且给出了详细的规避方案。比如,在讲解向量叉乘时,作者特别强调了右手螺旋定则的应用,以及在不同坐标系下叉乘结果的计算。这种“细节的打磨”,让我避免了许多不必要的错误。这本书让我真正体会到了,学习工程数学,不仅仅是为了通过考试,更是为了能够掌握一种解决复杂工程问题的通用语言和思维模式。它为我打开了通往更高层次工程知识的大门,让我对未来的学习和工作充满了信心。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有