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应用于计算量子化学的数值算法
2021 年秋季。课程描述：数值算法简介、它们在计算量子化学中的应用以及软件实现和重用的最佳实践。本课程涵盖了物理模拟中使用的应用数学中的有用算法工具箱。它们通过密度泛函理论的计算机实现来说明，用于从量子力学建模化学反应机制。涵盖的主题包括局部优化、数值导数和数值积分、密集线性代数对称特征值问题、奇异值分解和快速傅里叶变换。时间允许时，将介绍更多专业主题。学生将学习 C++ 中过程化和面向对象编程的原理，以及高效数值库的使用。本课程对更广泛的课程目标的贡献：所有 MSSE 学生的必修课程。课程形式：每周三次 50 分钟的教师主导的网络教学讲座，以及每周 3 小时 GSI 主导的网络讨论（分为 2 小时计算实验室和 1 小时同步讨论），以在 15 周内完成课程。结构化的异步评分讨论小组将扩展讲座材料和阅读材料。学生将在截止日期前发表个人帖子，然后回复每周阅读材料的同伴帖子。所有学生都必须参加。GSI 还将检查定量的家庭作业和练习，为学生准备家庭作业并在提交家庭作业后发布答案指南，并提供有关最终项目（过去 5 周完成）的详细指导和反馈。课外作业应每周 3 小时，每周共 9 小时。阅读清单和资源：《数值方法：科学计算的艺术》，WH Press，SA Teukolsky、WT Vetterling 和 BP Flannerty（第 3 版，剑桥大学出版社，2007 年）《计算化学简介》，FH Jensen（第 3 版，Wiley，2017 年）。评分：将有 7 个精心设计的编程作业。