數值計算方法精要 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 約翰遜 著

圖書標籤:

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030329127

商品編碼：1230485996

包裝：精裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名:數值計算方法精要

原價：168.00元

作者：(美)約翰遜

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787030329127

字數：970000

頁碼：630

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：1.321kg

編輯推薦

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本書特點：精選自權威叢書《酶學方法》（Methods inEnzymology）的不同分捲?提供從基本數值計算方法到其在專業生物學和生物醫學的應用。

內容提要

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本書的目錄和前言已經譯成中文，正文部分保留英文原版。另附北京大學醫學部崔慶華副教授所作導讀一篇。計算機和計算方法在生物和生物醫學研究中的應用已經變得無處不在在過去的二十年中，那些基本算法沒有改變，但是計算機速度和易用性獲得巨大提升，同時計算機價格大幅下降。
對於計算機和計算方法在生物和生物醫學研究中的應用，人們的一個普遍認識是這些應用要麼是基本的統計分析，要不就是DNA序列數據的檢索這些應用無疑非常重要，但它們隻是揭開瞭當前或今後計算機和計算方法在生物醫學研究領域的序幕《實驗室解決方案:數值計算方法精要》涵蓋廣泛，包含多種計算機和計算方法在生物醫學研究領域的應用，大大擴展瞭我們對該領域的認知。

目錄

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撰稿人
前言
1．最小二乘技術在生物化學中的應用
I．相對上一版的更新
II．簡介
III．非綫性最小二乘
IV．為什麼使用非綫性最小二乘
V．什麼情況下使用非綫性最小二乘
VI．非綫性最小二乘分析的結果有怎樣的可信度
VII．結論
參考文獻

2．非綫性模型的參數估計
I．簡介
II．討論
參考文獻

3．殘差分析：擬閤優度檢驗
I．相對上一版的更新
II．簡介
III．殘差散點圖
IV．殘差的纍積概率分布
V．卡方統計量：對觀察殘差值頻率與期望殘差值頻率之比定量化
VI．Kolmogorov-SmirnOV檢驗：除卡方檢驗之外的另一選擇
VII．Runs檢驗：對殘差的趨勢定量化
Ⅷ．序列滯後圖：確定序列相關
IX．Durbin-Watson檢驗：序列相關的定量檢驗方法
X．自相關：檢測時間序列實驗中的序列相關
XI．卡方檢驗：擬閤優度的定量方法
XII．野點：確定非正常樣本點
XIII．確定強影響點
XIV．結論
參考文獻

4．確定估計齣的模型參數的完全置信概率的濛特卡羅方法
I．相對上一版的更新
II．簡介
III．濛特卡羅方法
IV．為估計齣的參數生成置信概率分布
V．實現和解釋
VI．結論
參考文獻

5．異方差性和偏度對迴歸中預測的影響：人類心髒的生長建模
I．簡介
II．以人類心髒的生長建模為例
III．估計方法
IV．討論
參考文獻

6．奇異值分解：實驗數據分析中的應用
I．相對上一版的更新
II．簡介
III．定義與性質
IV．含有噪聲矩陣的奇異值分解
V．奇異值分解在實驗數據分析中的應用
VI．一個簡單例子的模擬：反應A-B-C
VII．小結
參考文獻

7．生物網絡信號中的非正則性和異步性
I．相對上一版的更新
II．簡介
11I．正則性的定量化
IV．實現和解釋
V．有代錶性的生物學應用
VI．與其他方法的關係
……

8．用近似熵辨彆生長模型
9．卡爾曼濾波在統計學計算問題中的應用
10．貝葉斯層次模型
11．混閤模型迴歸分析及個體差異的處理
12．矩分布函數和最大熵方法
13．生物振蕩中的數學
14．帶反饋的內分泌激素網絡中振蕩子的建模
15．沉澱速度實驗中的邊界分析
16．等溫滴定量熱法中的統計誤差
17．基於虛擬細胞框架生理模擬
18．分形在生物學中的應用：生化網絡中的時間縮放
19．糖尿病連續葡萄糖檢測數據獲取和解釋的分析方法
20．生理和行為周期性的分析
21．計算模型的評估和比較
22．生化網絡中的代數模型
23．濛特卡洛模擬在為臨床實驗室檢驗建立分析質量需求中的應用：滿足臨床求
24．高血糖因子分泌和反調控的胰腺網絡控製
索引

作者介紹

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文摘

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序言

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《工程熱力學基礎與應用》 內容簡介 本書旨在為工程技術人員和相關專業學生提供一套全麵、深入且具有實踐指導意義的工程熱力學知識體係。內容涵蓋熱力學的基本原理、核心定律、關鍵概念，並聚焦於這些理論在現代工程領域中的具體應用。全書結構嚴謹，邏輯清晰，從宏觀現象的描述深入到微觀機理的探討，力求實現理論深度與工程實用性的完美結閤。 第一部分：熱力學基本概念與零定律 本部分構建瞭熱力學分析的基礎框架。我們首先詳細闡述瞭熱力學係統、邊界、環境等基本概念的精確定義，強調瞭宏觀狀態與微觀特性的聯係。隨後，重點深入探討瞭熱力學平衡態的概念及其判據，特彆是熱力學第三定律對絕對零度的界定。 狀態變量與過程的描述： 書中對溫度、壓力、體積等基本狀態變量進行瞭詳盡的闡述，並嚴格區分瞭宏觀可測量的量與需要通過模型建立的內稟量。我們引入瞭熱力學過程（如等溫、絕熱、等壓、等容過程）的數學描述，並清晰界定瞭準靜態過程與實際不可逆過程的區彆。為瞭便於計算，書中提供瞭大量的狀態方程的推導與應用，包括理想氣體方程的精確適用範圍及修正模型。 功與熱： 功和熱作為能量傳遞的兩種基本形式，是理解能量守恒的關鍵。本書對機械功、非流體功、電磁功等多種功的形式進行瞭分類和量化分析。對於熱量的傳遞，不僅分析瞭穩態傳熱的基本定律，也為後續的動態過程分析奠定瞭基礎。 第二部分：熱力學第一定律與能量分析 本部分的核心是熱力學第一定律——能量守恒原理在熱力學係統中的體現。我們從宏觀能量平衡的角度齣發，推導瞭適用於定常流和非定常流的能量方程。 封閉係統與控製體分析： 詳細分析瞭封閉係統（不發生質量交換）的能量方程推導過程，重點講解瞭內能、焓的概念及其變化規律。針對更具工程意義的控製體（開放係統）分析，本書係統地引入瞭流動的概念，推導瞭穩態能量方程（常被稱為第一定律的一般形式），並將其應用於渦輪、泵、換熱器等典型工程設備。 比容熱容與等壓/等容比熱： 對定容比熱 $C_v$ 和定壓比熱 $C_p$ 的物理意義、計算方法及其相互關係進行瞭深入探討。特彆分析瞭比熱隨溫度變化的復雜性，並提供瞭在寬泛溫度範圍內進行精確計算的插值和擬閤方法。 第三部分：熱力學第二定律與熵 熵是理解過程方嚮和能量品質退化的核心概念。本部分旨在揭示熱力學第二定律的深刻內涵及其對工程設計的影響。 卡諾循環與熱力學第二定律的錶述： 通過對卡諾熱機的可逆循環分析，我們嚴格地闡述瞭開爾文-普朗剋錶述和剋勞修斯錶述，並證明瞭它們之間的等價性。書中詳細討論瞭熱機的效率極限——卡諾效率，強調瞭能源利用的理論最大值。 熵的定義與計算： 熵作為係統狀態的函數，其計算方法至關重要。本書詳細推導瞭基於剋勞修斯積分的熵變計算公式，並討論瞭在不可逆過程中熵增的來源（如摩擦、傳熱溫差）。對於實際工質，提供瞭如何利用熱力學錶和圖綫（如T-s圖）精確計算熵變的方法。 過程的不可逆性與㶲（Exergy）分析： 熵增原理直接指嚮瞭能量的“品質退化”。本書引入瞭“㶲”（或稱“有效能”）的概念，將其定義為係統與環境達到平衡時所能做的最大有效功。㶲分析是現代高效能工程設計的重要工具，本書通過大量的案例分析，展示瞭如何利用㶲守恒和㶲損失來識彆和量化能源浪費環節，優化設備性能。 第四部分：熱力學關係式與理想工質行為 為實現精確計算，需要一套完整的狀態函數之間的數學關係。 麥剋斯韋關係式： 係統推導瞭由熱力學基本方程（$dU=TdS-PdV$ 和 $dG=VdP+TdS$ 等）導齣的麥剋斯韋關係式，並展示瞭如何利用這些關係式，將難以測量的量（如 $C_p - C_v$）轉化為易於測量的量。 熱力學偏導數關係： 深入探討瞭利用偏微分技巧處理復雜狀態變量之間的關係，這對於處理非常規工質（如磁流體、焦耳-湯姆遜效應）至關重要。 氣體與蒸汽性質： 專門分析瞭理想氣體、真實氣體（範德華、彭-羅賓遜方程）的行為，並針對蒸汽和製冷劑，詳細介紹瞭飽和區、過熱區性質的查錶方法和迴歸方程的應用，為鍋爐、汽輪機和製冷循環的精確設計提供數據支持。 第五部分：氣體動力學循環與實際應用 本部分將熱力學原理應用於主要的能量轉換裝置和動力循環。 蒸汽動力循環： 詳細分析瞭朗肯循環（Rankine Cycle）及其改進（如再熱、迴熱），重點討論瞭如何通過優化參數（如提高蒸汽壓力和溫度）來提高發電效率，並結閤實際汽輪機的工作特性進行瞭分析。 燃氣輪機循環： 深入剖析瞭布雷頓循環（Brayton Cycle），包括其在渦輪機和壓縮機中的不可逆影響。討論瞭噴氣推進和聯閤循環（Combined Cycle）的原理及其在提高熱效率方麵的優勢。 製冷與熱泵循環： 詳細分析瞭基於蒸汽壓縮製冷的原理和過程，引入瞭製冷係數（COP）的概念，並探討瞭多級壓縮和復疊式製冷係統的優化設計。 結論與展望： 本書不僅是一本理論教科書，更是一本麵嚮工程實踐的工具書。通過大量精選的、具有代錶性的工程算例，讀者可以掌握從原理到數值計算的完整流程。全書強調瞭數值計算在現代熱力學分析中的不可替代性，尤其是在處理高度非綫性和多相流問題時。我們力求讓讀者在掌握經典熱力學的同時，具備利用現代計算工具解決復雜工程問題的能力。本書適閤高等院校工科專業的本科生、研究生及從事能源、化工、航空航天、環境等領域研究與工程設計的人員參考使用。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來瞭全新的學習體驗，它不像我之前讀過的許多教材那樣，上來就是一大堆理論公式，讓我感覺遙不可及。這本書更像是與一位老朋友在聊天，他循循善誘地嚮我解釋那些看似復雜的數值計算概念。我特彆喜歡書中那種“抽絲剝繭”式的講解方式，它會先從一個簡單的問題入手，然後逐步引入更復雜的概念和算法，這樣我就不會覺得突然麵臨巨大的知識壓力。例如，在介紹優化方法時，作者並沒有直接給齣高深的理論，而是從尋找函數最小值這個直觀的問題開始，然後講解瞭梯度下降法、牛頓法等，並且用圖示清晰地展示瞭它們的搜索路徑。這本書最大的優點在於它的實踐性，書中提供瞭大量的代碼示例，並且這些代碼都經過瞭精心優化，可以直接用來解決實際問題。我曾嘗試用書中的代碼來處理我的一個數據分析項目，結果非常令人滿意，不僅節約瞭大量的時間，也提高瞭計算的精度。這本書真的讓我體會到瞭數值計算的魅力，並且激發瞭我進一步探索這個領域的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直就是為我量身定做的！我一直對數學充滿瞭熱愛，尤其是在那些抽象的公式背後，能夠轉化為解決實際問題的工具，更是讓我著迷。然而，我在啃讀一些經典的數值分析教材時，常常會感到力不從心。那些理論推導固然嚴謹，但有時卻過於晦澀，缺少一些直觀的解釋和生動的例子。這本書的齣現，恰好填補瞭我的這一空白。作者在講解每一個概念時，都力求通俗易懂，並且巧妙地穿插瞭大量的圖示和代碼示例，這對我這樣一個喜歡動手實踐的學習者來說，簡直是福音。我尤其欣賞書中對一些算法的“精要”把握，它不會像某些百科全書式的教材那樣麵麵俱到，而是選取瞭最核心、最常用、最具代錶性的方法，並深入淺齣地講解其原理、優缺點以及適用範圍。這使得我在有限的時間內，能夠掌握到最實用的數值計算技能，並且能夠迅速地將所學知識應用於我的科研項目中。例如，在講解插值法時，書中不僅清晰地闡述瞭拉格朗日插值、牛頓插值等方法的原理，還通過擬閤實驗數據的例子，讓我深刻體會到瞭這些方法的強大之處。總而言之，這本書為我打開瞭一扇通往數值計算世界的大門，讓我對這個領域産生瞭更濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名數學專業的學生，我一直在尋找一本能夠幫助我建立起對數值計算更深刻理解的書籍。很多時候，我們在課堂上學習的隻是理論框架，而如何將這些理論轉化為可執行的算法，以及理解算法背後的誤差分析和收斂性，往往是學習的難點。這本書在這方麵做得非常到位。作者並沒有簡單地羅列公式，而是深入剖析瞭每個算法的設計思路和數學原理，並且用非常清晰的語言解釋瞭每一步的含義。我特彆欣賞書中對誤差分析的講解，它不僅指齣瞭誤差的來源，還詳細介紹瞭如何量化和控製誤差，這對於保證計算結果的準確性和可靠性至關重要。比如，在講解綫性方程組的求解時，書中不僅介紹瞭直接法和迭代法，還重點分析瞭病態方程組可能帶來的問題，以及如何選擇閤適的求解方法。書中還通過大量的圖示，直觀地展示瞭算法的收斂過程，這比枯燥的數學證明更能加深我的理解。這本書讓我不再僅僅滿足於知道“怎麼做”，而是能夠理解“為什麼這樣做”，並且能夠批判性地評估不同算法的優劣。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種長期從事工程領域工作的技術人員來說，一本能夠快速解決實際工程問題，並且理論基礎紮實的參考書是至關重要的。我過去接觸過不少數值計算方麵的書籍，有些過於偏重理論，脫離實際；有些則過於強調工程應用，而忽略瞭背後的數學原理。這本書在這一點上做得相當齣色，它能夠很好地平衡理論與實踐。書中對各種數值算法的描述，都能夠清晰地闡述其數學背景，但又不會過於深奧，不會讓工程師望而卻步。更重要的是，它提供瞭大量貼近工程實際的案例，比如在求解微分方程部分，書中就結閤瞭傳熱、流體力學等常見工程問題的模型，通過具體的計算過程，展示瞭歐拉法、龍格-庫塔法等方法的應用。這些例子不僅讓我理解瞭理論知識的實用性，也為我自己在處理類似問題時提供瞭寶貴的參考。書中提供的算法實現，無論是僞代碼還是具體的編程語言示例，都具有很高的參考價值，可以直接移植到實際項目中。這種“授人以魚不如授人以漁”的教學方式，讓我受益匪淺，不僅解決瞭我眼前的工程難題，也提升瞭我解決更復雜問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本《數值計算方法精要》就像是一位經驗豐富的導師，在學習的道路上耐心引導。我之前在學習一些復雜的數學模型時，常常被數值求解的環節所睏擾。我深知很多實際問題無法得到解析解，必須依靠數值方法來近似求解，但那些動輒幾十頁的推導和復雜的代碼實現，總是讓我感到無從下手。這本書的齣現，就像一道明光，照亮瞭我前進的道路。它的“精要”二字，恰恰說明瞭作者的良苦用心——去蕪存菁，直擊核心。書中的例子非常有代錶性，能夠迅速抓住問題的關鍵。我印象最深的是關於非綫性方程求解的部分，書中不僅介紹瞭牛頓法、二分法等經典方法，還很生動地描繪瞭它們各自的特點，比如牛頓法收斂快但對初始值敏感，而二分法穩定但收斂慢。書中提供的僞代碼和相關編程語言的實現，讓我能夠快速地將學到的知識轉化為可運行的程序，並且通過調整參數來觀察結果的變化，這種互動式的學習體驗，極大地增強瞭我對數值方法的掌握。