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Grundlagen des parallelen wissenschaftlichen Rechnens: Ein erster Leitfaden zu numerischen Konzepten und Programmiermethoden

By (author) Tobias Weinzierl

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Neue Erkenntnisse in vielen wissenschaftlichen und technischen Bereichen sind ohne den Einsatz numerischer Simulationen, die auf modernen Computern effizient ablaufen, nicht denkbar. Je schneller wir neue Ergebnisse erhalten, desto grÃ¶ÃŸer und genauer sind die Probleme, die wir lÃ¶sen kÃ¶nnen. Es ist die Kombination aus mathematischen Ideen und effizienter Programmierung, die den Fortschritt in vielen Disziplinen vorantreibt. ZukÃ¼nftige Meister auf diesem Gebiet mÃ¼ssen daher in ihrem Anwendungsgebiet qualifiziert sein, sie brauchen ein tiefes VerstÃ¤ndnis einiger mathematischer Ideen und sie mÃ¼ssen die FÃ¤higkeiten haben, schnellen Code zu liefern. Das vorliegende Lehrbuch richtet sich an Studierende, die bereits Ã¼ber Programmierkenntnisse verfÃ¼gen und die Mathematik nicht scheuen, auch wenn sie eine Ausbildung in Informatik oder einem Anwendungsbereich haben. Es fÃ¼hrt in die grundlegenden Konzepte und Ideen hinter der angewandten Mathematik und der parallelen Programmierung ein,die wir brauchen, um numerische Simulationen fÃ¼r die heutigen Multicore-Workstations zu schreiben. Unsere Absicht ist es nicht, in einen bestimmten Anwendungsbereich einzutauchen oder eine neue Programmiersprache einzufÃ¼hren - wir legen die allgemeinen Grundlagen fÃ¼r zukÃ¼nftige Kurse und Projekte in diesem Bereich. Der Text ist in einem zugÃ¤nglichen Stil geschrieben, der auch fÃ¼r Studenten ohne jahrelange Mathematikausbildung leicht zu verstehen ist. Er legt mehr Wert auf Klarheit und Intuition als auf Formalismus und verwendet eine einfache N-KÃ¶rper-Simulation zur Veranschaulichung grundlegender Ideen, die in verschiedenen Teilbereichen des wissenschaftlichen Rechnens von Bedeutung sind. Sein primÃ¤res Ziel ist es, theoretische und paradigmatische Ideen fÃ¼r Studierende im Grundstudium zugÃ¤nglich zu machen und die Faszination des Fachgebiets zu vermitteln.

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