计算物理课件 绪论－第一章.pptVIP

洛阳师范学院 物理与电子科学系 绪论 一、 计算物理简介 二、计算物理处理问题的特点 绪论 计算物理是随着电子计算机的出现而发展起来的一门新兴的边缘学科。 它也是以计算机及计算机技术为工具和手段，运用计算科学所提供的各种方法,解决复杂物理问题的一门应用学科。 计算物理是物理、数学、计算机三体的结合。 一、计算物理简介 计算物理的物质基础是计算机； 计算物理的关键技术是“计算方法”和“程序设计”; 计算物理发展的原始动力是美国核武器研制的刺激。 1、起源： 一、计算物理简介 三位计算机设计大师的贡献 H. Aiken (1900-1973): 哈佛大学的博士研究生毕业。因做博士论文涉及到空间电荷传导问题的计算，1937年提出方案，1939年得到IBM资助，1944年建成投入使用。这是继电式计算机－Mark I J. W. Manchly (1907-1980):宾夕法尼亚物理博士，因从事天气预报需要想设计计算机，1942年提出计算机方案，1945年底竣工，这就是世界上第一台电子计算机－ENIAC机 一、计算物理简介 J. Von Neumann (1903-1956):普林斯顿高级研究所，1945年在普林斯顿研制成MANIAC机，有力地支持美国氢弹研制，称为计算机之父。（与中国的109丙机、J-501机相当）。 一、计算物理简介 一、计算物理简介 美国从1942年8月13日开始曼哈顿计划，到1945年制造出三颗原子弹：代号为：“三一”，用于试验（7月16日），“瘦子”投于广岛(8月6日)，“胖子”投于长崎(8月9日)。历时三年，涉及到理论物理、爆轰物理、中子物理、金属物理、弹体弹道等大量的数值计算。 一、计算物理简介 1949年8月苏联第一次原子弹爆炸后，杜鲁门总统在1950年1月31日下令继续研究各种类型的原子弹武器，成立以氢弹之父特勒(E. Teller)为首的氢弹研制小组。直到1952年10月31日爆炸了代号为“麦克”的核试验。 一、计算物理简介 在研制原子弹和氢弹过程中，许多物理律必须通过计算机上的计算摸清楚。 理论的发展、实验的研究需要计算机，推动了电子计算机的产生和发展；促进了物理学的必威体育精装版分支——计算物理的出现和发展。 计算物理、理论物理与实验物理相辅相成相互促进共同发展，形成现代物理学的三大分支。 2、已取得的重大成果 （1）天体力学的三体问题：解方程组 （2）核反应堆的设计运行：中子的输运 （3）受控热核反应：带电粒子在磁场中的运动 一、计算物理简介 计算物理是计算机在自然科学的应用中发展较早的学科之一。虽然它的研究对象是物理学，但是它的研究方法可以推广到其他自然科学领域，甚至包括社会科学、思维科学、决策和管理科学等社会科学领域。计算物理学研究的一些特点和优点，甚至它的一些研究成果都可以去支持这些领域的工作。毫无疑问，它的发展对自然科学和社会科学领域的计算机应用研究起着极大的推动作用。 一、计算物理简介 解析解 1.理论 3.采用的方法: 传统的计算方法 + 赋有特色的新方法 4.思想: 离散化; 线性化; 微分方程 代数方程. 方程 结论 理论分析 数据 2.实验 数据处理 结果 实验检验 二、计算物理处理问题的特点 计算物理 计算物理 第一章 Developer Studio 开发环境 1.1 Fortran 的历史以及 语言的特点 1.2 Visual Fortran 6.0 的安装 1.3 使用技巧 1.1 Fortran 的历史以及 语言的特点 Fortran（Formula Translate)是世界上最早出现的高级编程语言，主要用途就是做科学计算。 1.1 Fortran 的历史以及 语言的特点 1954年 Fortran 语言诞生 Visual Fortran Window Visual Fortran 5.0 Fortran Power Station 4.0(Mircrosoft) 1997 HP/Compaq Intel Visual Fortran 8.1