Computational Physics

Abstract

Το βιβλίο έρχεται να καλύψει ένα σημαντικό κενό στην ελληνική επιστημονική βιβλιογραφία στο πεδίο του εισαγωγικού επιστημονικού προγραμματισμού για μηχανικούς και επιστήμονες. Βασίζεται σε τρία μαθήματα που ο συγγραφέας έχει θεμελιώσει και διδάξει από το 2004 στο ΕΜΠ, και απευθύνεται κυρίως σε 3ετείς και 4ετείς προπτυχιακούς φοιτητές σχολών θετικών επιστημών και επιστημών του μηχανικού. Τα πρώτα του κεφάλαια διδάσκονται χωρίς πρόβλημα και σε φοιτητές του 4ου εξαμήνου. Δίνεται έμφαση στον εξ αρχής προγραμματισμό, στην ανάλυση και στην επιστημονική ερμηνεία των αποτελεσμάτων με τρόπο πρακτικό και με μάθηση διά της εμπειρίας. Η επιλογή των προβλημάτων και του λογισμικού δίνει έμφαση στην εκπαίδευση όσων θα ασχοληθούν με υπολογιστικά προβλήματα υψηλής απόδοσης, και με στόχο να εκτεθεί ο αναγνώστης σε όσο το δυνατόν πλατύτερο εύρος κατευθύνσεων στον επιστημονικό προγραμματισμό. Το βιβλίο αποτελείται από 13 κεφάλαια με θεματολογία που καλύπτει ένα μεγάλο εύρος από ενδιαφέροντα φυσικά προβλήματα. Η θεωρία των περισσοτέρων είναι ήδη γνωστή στον αναγνώστη από εισαγωγικά μαθήματα φυσικής. Το βιβλίο παρουσιάζει όλα τα απαραίτητα εισαγωγικά στοιχεία και δίνει αναφορές για περαιτέρω μελέτη όπου χρειάζεται. Τα κεφάλαια τελειώνουν με ασκήσεις διαβαθμισμένης δυσκολίας. Επίσης, συνοδεύεται από λογισμικό το οποίο περιέχει όλους τους κώδικες που παρουσιάζονται στο βιβλίο, αλλά και συμπληρωματικά προγράμματα για εξάσκηση. Οτιδήποτε παρουσιάζεται στο βιβλίο απαιτεί μόνο ελεύθερο λογισμικό.

The book fills an important gap in Greek scientific literature in the field of introductory scientific programming for engineers and scientists. It is based on three courses that the author has established and taught since 2004 at the National Technical University of Athens, and is mainly aimed at third- and fourth-year undergraduate students in science and engineering. The first chapters can be taught without difficulty to fourth-semester students. Emphasis is placed on programming from the outset, on analysis, and on the scientific interpretation of results in a practical manner and through learning by experience. The selection of problems and software emphasizes the training of those who will be involved in high-performance computing problems, with the aim of exposing the reader to as wide a range of scientific programming directions as possible. The book consists of 13 chapters covering a wide range of interesting physical problems. Most of the theory is already familiar to the reader from introductory physics courses. The book presents all the necessary introductory material and provides references for further study where necessary. The chapters end with exercises of varying difficulty. It also comes with software containing all the code presented in the book, as well as additional programs for practice. Everything presented in the book requires only free software.