1週間で学べる! Julia数値計算プログラミング
永井佑紀(著)
/KS情報科学専門書
作品情報
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いま話題の新しい言語「Julia」を7日間で速習! プログラミングが初めてでも読みやすい解説を通じて、具体的課題に適用しながら基礎から応用まで身につける。簡単、気軽に誰でも科学技術計算ができる!
◇おもな目次◇
1日目 Julia言語に触れてみよう――「高級電卓」としてのJulia
1.1 インストールしてみよう
1.2 実行してみよう
1.3 電卓のように使ってみよう
1.4 変数を使ってみよう
2日目 数式をコードにしてみよう――Julia言語の基本機能
2.1 関数を作ってみる:function
2.2 条件分岐をしてみる:if文
2.3 繰り返し計算をしてみる:for文
2.4 行列とベクトルを扱う:配列
2.5 型について考える:型と多重ディスパッチ
2.6 パラメータや変数をまとめる:struct
2.7 一通りのセットとしてまとめる:module
2.8 微分方程式を解く:パッケージの使用
2.9 数式処理(代数演算)をする:他の言語のライブラリを呼ぶ
3日目 円周率を計算してみよう――簡単な計算と結果の可視化
3.1 計算を始める前に
3.2 正多角形による方法:漸化式で計算
3.3 無限級数による方法:結果のプロットと複数の方法の比較
3.4 数値積分による方法:区分求積法ほか
3.5 モンテカルロ法:乱数を使う
3.6 球衝突の方法:シミュレーションの可視化
4日目 具体例1:量子力学――微分方程式と線形代数
4.1 時間依存のない1次元シュレーディンガー方程式:固有値問題を解く
4.2 時間依存のない2次元シュレーディンガー方程式:特殊関数を使う
4.3 波動関数の時間発展:行列演算を行う
5日目 具体例2:統計力学――乱数を使いこなす
5.1 手作り統計力学:ヒストグラム表示
5.2 イジング模型のモンテカルロシミュレーション:可視化と動画作成
6日目 具体例3:固体物理学――自己無撞着計算と固有値問題
6.1 強束縛模型:対角化とフーリエ変換
6.2 超伝導平均場理論:自己無撞着計算
7日目 自分の問題を解いてみよう
7.1 用途別必要機能まとめ
7.2 妙に遅いとき:高速化の方針
7.3 さらに速く:並列計算をする
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商品情報
- 著者
- 永井佑紀
- ジャンル
- コンピュータ・情報 - アプリケーション・プログラミング
- 出版社
- 講談社
- 掲載誌・レーベル
- KS情報科学専門書
- 書籍発売日
- 2022.06.23
- Reader Store発売日
- 2022.07.08
- ファイルサイズ
- 183MB
- ページ数
- 256ページ
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この作品のレビュー
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“Juliaは科学技術計算を行うために作られた非常に新しい言語です(2018年にバージョン1がリリース)。Pythonのように書きやすく習得しやすく、Matlabのように簡単な数学のような記述で線形代…数が使え、FortranやCのように計算速度が速い言語です。関数電卓のような簡便さで数式をコードに変えることができますから、プログラミング特有の些事に悩まされることなく目の前の物理の問題に注力することが可能です。(まえがきより)”
おそらく物理系の数値計算で今、最も「アツい」プログラミング言語は、“Julia”だろう。上に引用した通り、文法が直観的に理解しやすく、線形代数演算の記述に強みを持ち、そして何より、計算がとっても高速という素晴らしい言語だ。本書はJuliaの基礎文法から実際の数値計算への応用まで、具体的な問題のコーディングを通して丁寧に解説した一冊である。
”Hello World”から書き始められているとはいえメインは数値計算の本であるから、他の言語でプログラミングに触れた経験があると理解がスムーズだと思う。また数学に関して線形代数や微分方程式等知っている必要があるが、物理の知識は必須でない。個人的に嬉しかったのは、計算が重たくなってくるといずれ頼ることになる、並列計算について紹介されていたこと。これのおかげで作業がどれだけ捗ったことか……
良いところが盛りだくさんのJuliaだが悪いところも言っておくと、その一番は参考にできる資料が少ないことだろう。コードを書いていて何か困ったときに、例えばPythonだったら少し検索すれば解決策を教えてくれるページに辿り着けるのに対し、Juliaの場合、利用人口がまだ少ないためネット上に情報が蓄積されていなくて(近くに詳しい人がいなければ)公式ドキュメントを解読するしか術がないということが往々にしてある。Juliaをこれから勉強しようという人は、その点にだけ注意(覚悟?)した方が良さそうだ。
まえがき
本書の使い方
1日目 Julia言語に触れてみよう 「高級電卓」としてのJulia
2日目 数式をコードにしてみよう Julia言語の基本機能
3日目 円周率を計算してみよう 簡単な計算と結果の可視化
4日目 具体例1:量子力学 微分方程式と線形代数
5日目 具体例2:統計力学 乱数を使いこなす
6日目 具体例3:固体物理学 自己無撞着計算と固有値問題
7日目 自分の問題を解いてみよう
参考文献
索引続きを読む投稿日:2024.02.13
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