我们所熟知的科学计算一般就是指数值计算。数值计算是计算数学的一个主要部分,它研究用计算机求解各种数学问题的数值计算方法及其理论与软件实现。关于数值计算的研究在发明计算机之前就已经有了相当的基础,它涉及的内容包括函数的数值逼近,数值微分与数值积分,非线性方程数值解,数值线性代数,常微分方程与偏微分方程数值解等(参见m)。数值计算中处理的对象并不仅仅是数值,还包括由数值构成的简单数据结构,例如一般的多项式、无穷级数、矩阵等,数值计算处理问题的一般方法是通过数学推导将问题化归到这些数学对象的运算上。
数值计算的主要目标是解决来自于实践中的物理、工程、经济等领域的问题。与此同时,数学工作者做数学研究本身也是一种实践,数学研究过程中同样会产生许多问题,与工程学问题不同,这些问题多是用抽象符号表达的,因而仅用数值计算的方法是不易解决的。对于这类问题解决方案的研究,为了与数值计算相区别,常常称之为符号计算。类似地,我们可以给符号计算下一个简单的定义:符号计算是一门研究用计算机求解各种数学问题的符号计算方法及其理论与软件实现的科学。符号计算中处理的数据和结果都是符号。这种符号可以是字母,公式,数也可以作为一种符号出现在符号计算中,但这里关于数的运算应该是绝对精确的,我们接下来就要讨论数的高精度运算。
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