從頭開始實施科學模擬方法的最佳實踐

Question

科學模擬（物理）領域我正在考慮在C/C++中開發一些新的模擬軟件包。從頭開始，您認爲什麼是最佳實踐？你能推薦一些參考書目嗎？

感謝

Answer 1

下面是一些閱讀列表。不知道它對你來說是否太基礎：

Writing Scientific Software：一個很好的後續基本的「學習在C++程序」或其他。

Parallel Scientific Computing in C++ and MPI：如果你不打算平行你的應用程序，你應該。

Engineering and Scientific C++：一個很好的，特定領域的C++編程入門。語言細節有點過時，但整體方法還沒有老化。

我建議你閱讀所有答案，例如'我應該如何設計一個大型C++程序？'。爲其他可能感興趣的書提供建議。

至於最佳做法，這裏有一些建議。再次，我不確定你的出發點，所以有些可能太基本了：

• 正如我上面寫的，你應該從一開始就計劃開發一個並行程序。如果羣集上的消息傳遞不是你的一杯茶，那麼至少應該考慮爲多核桌面共享內存編程。 OpenMP值得調查。
• 讓自己熟悉現有的工作。 BOOST庫可能是必不可少的。雖然我讚賞你打算自己製作的意圖，但不要忽略現有的已建立的數字圖書館，例如你會在Netlib找到的BLAS和LAPACK。根據您的開發平臺和工具集，您可能會發現它們已經安裝。
• 如果您來自科學背景，您可能想要提高您對軟件工程的知識和技能。問題如：源代碼管理;測試;代碼剖析和優化;深入瞭解你的編譯器可以做什麼。根據我的經驗，許多計算科學家在所有這些東西中都有薄弱的背景。
• 您應該計劃花費（大約）儘可能多的時間來設計和測試程序，而不是實際編碼它。即使在你自己工作之前，在你開始編碼之前，有一個很好的行動計劃是很重要的。沒有理由爲什麼它必須在開始時的每一個細節都完整，但沒有地圖就不會進入領土。
• 你對你想模擬的物理世界的方面保持沉默。在各種物理模擬中有很多現有技術，如果你更具體一些，SO可能會提供一些更具體的建議。

Answer 2

開始Numerical recipes: the art of scientific computing。一個相當全面的內容。但是，請記住兩件事：

• 它包含C++和Fortran 90代碼示例。
• 實際上忘記了使用您的項目中的任何代碼示例 - AFAIK它們都是受版權保護的，必須單獨獲得許可才能重用。

不過，如果您需要它用於教育目的，這本書是強烈推薦閱讀。

Answer 3

看看OpenModelica。