Časová osa vědeckých výpočtů - Timeline of scientific computing
 | tento článek potřebuje další citace pro ověření. (Květen 2017) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
 | Příklady a perspektiva v tomto článku nesmí zahrnout všechna důležitá hlediska. (Květen 2017) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
Toto je a časová osa vědeckých výpočtů, také známý jako výpočetní věda.
Před moderními počítači
18. století
- Simpson znovu objevuje Simpsonovo pravidlo, o století později.
- 1733 - Francouzský přírodovědec Comte de Buffon představuje jeho problém s jehlou.[1][2]
- Euler přijde s jednoduchá numerická metoda pro celá čísla.[3][4][5]
19. století
- První formulace Gram-Schmidtova ortogonalizace podle Laplace,[6] o další dekády později vylepšena.[7][8][9][10]
- Babbage v roce 1822 zahájil práce na stroji, který byl určen k automatickému výpočtu / výpočtu hodnot polynomiálních funkcí pomocí metody konečných rozdílů. Tomu se nakonec říkalo Rozdíl motoru.
- Lovelaceova poznámka G na Analytický motor (1842) popisuje algoritmus pro generování Bernoulliho čísla. Je považován za první algoritmus, který byl kdy konkrétně šitý na míru pro implementaci na počítači, a tedy vůbec první počítačový program.[11][12] Motor však nebyl nikdy dokončen, takže její kód nebyl nikdy testován.[13]
- Adams-Bashforth metoda zveřejněna.[14]
- V aplikované matematice se Jacobi rozvíjí technika řešení numerických rovnic.[15][16][17]
- Gauss Seidel poprvé publikován.
- Harmonic Analyzer je postaven v roce 1886, aby pomohl s přílivem a odlivem.
1900 (desetiletí)
- 1900 – Runge Následuje práce Martin Kutta vymyslet Metoda Runge-Kutta pro aproximaci integrace pro diferenciální rovnice.[18][19]
10. léta (desetiletí)
- 1910 - A-M Cholesky vytváří a schéma maticového rozkladu.[20][21]
- Richardsonova extrapolace představen.
20. léta 20. století
- 1922 – Lewis Fry Richardson zavádí numerická předpověď počasí manuálním výpočtem za použití metod původně vyvinutých Vilhelm Bjerknes již v roce 1895.[22][23]
- 1926 – Grete Hermannová vydává základní dokument pro počítačová algebra, která prokázala existenci algoritmy (včetně hranic složitosti) pro mnoho základních problémů abstraktní algebra, jako ideál členství pro polynomiální kroužky.[24]
- 1926 Adams-Moulton metoda.
- 1927 – Douglas Hartree vytváří to, co je později známé jako Hartree – Fockova metoda, první metody kvantové chemie ab initio. Ruční řešení Hartree-Fockových rovnic pro středně velký atom však byla pracná a malé molekuly vyžadovaly výpočetní zdroje daleko nad rámec toho, co bylo k dispozici před rokem 1950.
30. léta
Toto desetiletí představuje první velký krok k modernímu počítači, a tedy začátek moderní doby.
- Fermiho výzkumná skupina pro fyziku v Římě (neformální název I ragazzi di Via Panisperna ) vyvíjejí statistické algoritmy založené na Comte de Buffon's práce, která by se později stala základem Metoda Monte Carlo. Viz také FERMIAC.
- Shannon vysvětluje, jak používat elektrické obvody k provádění booleovské algebry v „Symbolická analýza reléových a spínacích obvodů "
- John Vincent Atanasoff a Clifford Berry vytvořit první elektronické neprogramovatelné digitální výpočetní zařízení, Atanasoff – Berry Computer, od 1937-42.
- Komplexní kalkulačka čísel vytvořil Stibitz.
40. léta
- 1947 - Simulace Monte Carlo (zvolen jedním z top 10 algoritmy 20. století)[Citace je zapotřebí ] vynalezl v Los Alamos von Neumann, Ulam a Metropolis.[25][26][27]
- George Dantzig zavádí simplexní metodu (zvolen jedním z 10 nejlepších algoritmů 20. století)[Citace je zapotřebí ] v roce 1947.[28]
- Ulam a von Neumann představují pojem celulárních automatů.[29]
- Turing formuloval metodu rozkladu LU.[30]
- A. W. H. Phillips vymýšlí Hydraulický počítač MONIAC na LSE, lépe známý jako „Phillips Hydraulic Computer“.[31][32]
- První hydro simulace proběhly v Los Alamos.[33][34]
1950
- První úspěšné předpovědi počasí v počítači došlo.[35][36]
- Hestenes, Stiefel, a Lanczos, vše z Ústavu pro numerickou analýzu při Národní úřad pro standardy, zahájit vývoj Krylovské podprostorové iterační metody.[37][38][39][40] Byl zvolen jedním z 10 nejlepších algoritmů 20. století.
- Výpočty stavových rovnic pomocí rychlých výpočetních strojů zavádí Algoritmus Metropolis – Hastings.[41]
- Molekulární dynamika vynalezli Bernie Alder a Wainwright [42][43]
- S Householder vymyslí své stejnojmenné matice a transformační metoda (zvolen jedním z 10 nejlepších algoritmů 20. století).[44]
- 1953 – Enrico Fermi, John Pasta, Stanislaw Ulam, a Mary Tsingou objevte Problém Fermi – Pasta – Ulam – Tsingou prostřednictvím počítačových simulací vibrujícího řetězce.[45]
- Tým vedený John Backus vyvíjí překladač a programovací jazyk FORTRAN na adrese IBM výzkumné centrum v San Jose, Kalifornie. To urychlilo přijetí vědeckého programování,[46][47][48] a je jedním z nejstarší existující programovací jazyky, stejně jako jeden z nejoblíbenější ve vědě a strojírenství.
1960
- 1960 - první zaznamenané použití výrazu „Metoda konečných prvků "od Ray Clough popsat dřívější metody Richard Courant, Alexander Hrennikoff a Olgierd Zienkiewicz v strukturální analýza.[49]
- 1961 – John G.F. Francis[50][51] a Věra Kublanovská[52] vymyslet QR faktorizace (zvolen jedním z 10 nejlepších algoritmů 20. století).
- 1963 – Edward Lorenz objeví efekt motýlích křídel na počítači, přitahuje zájem o teorie chaosu.[53]
- 1961 - Využití výpočetních vyšetřování Problém se třemi těly, Michael Minovitch formuluje gravitační asistence metoda.[54][55]
- 1964 - Molekulární dynamika vynalezena nezávisle Aneesur Rahman.[56]
- 1965 – rychlá Fourierova transformace vyvinutý uživatelem James W. Cooley a John W. Tukey.[57]
- 1964 – Walter Kohn, s Lu Jeu Sham a Pierre Hohenberg, podněcuje vývoj hustota funkční teorie,[58][59] za kterou sdílí Nobelovu cenu za chemii z roku 1998 John Pople.[60] Tento příspěvek je pravděpodobně nejčasnější prací, které byla udělena Nobelova cena za počítačový program nebo výpočetní techniku.
- První regresní výpočty v ekonomice.
Sedmdesátá léta
- 1975 – Benoit Mandelbrot mince termín "fraktální "popsat sebepodobnost nalezen v Fatou, Julie a Mandelbrotovy sady. Fraktály se stávají prvními matematická vizualizace nástroj rozsáhle prozkoumaný s výpočetní technikou.[61]
- 1977 – Kenneth Appel a Wolfgang Haken prokázat čtyřbarevná věta, první věta dokázaná počítačem.[62][63][64]
1980
- Rychlá vícepólová metoda (hlasoval jako jeden z 10 nejlepších algoritmy 20. století) vynalezl Vladimir Rokhlin a Leslie Greengard.[65][66][67]
- Car-Parrinello molekulární dynamika vyvinutý uživatelem Roberto Car a Michele Parrinello
90. léta
- 1990 - Ve výpočetní genomice a sekvenční analýza, Projekt lidského genomu, snaha o sekvenci celého lidský genom, začíná.
- 1998 – Keplerova domněnka je téměř všichni, ale určitě se to ukázalo algoritmicky od Thomas Hales.
- Vzhled prvních výzkumných sítí využívajících dobrovolnická práce na počítači – GIMPS (1996), distribuovaný.net (1997) a Seti @ Home (1999).
2000s
- 2000 - The Projekt lidského genomu dokončí hrubý návrh lidský genom.
- 2003 - The Projekt lidského genomu dokončeno.
- 2002 - The BOINC architektura byla spuštěna v roce 2002.
2010s
- Foldit hráči řeší strukturu virů, jeden z prvních případů a hra řešení vědecké otázky.
Viz také
- Vědecké výpočty
- Historie výpočtů
- Dějiny matematiky
- Časová osa matematiky
- Časová osa algoritmů
- Časová osa výpočetní fyziky
- Časová osa výpočetní matematiky
- Časová osa numerické analýzy po roce 1945
- Historie výpočetního hardwaru
Reference
- ^ Buffon, G. Poznámka editora k přednášce, kterou v roce 1733 přednesl pan Le Clerc de Buffon na Královské akademii věd v Paříži. Histoire de l'Acad. Roy. des Sci., str. 43-45, 1733; podle Weissteina, Erica W. „Buffonův problém s jehlou.“ From MathWorld - A Wolfram Web Resource. 20. prosince 2012 20. prosince 2012.
- ^ Buffon, G. "Essai d'arithmétique morálka." Histoire naturelle, générale er particulière, Supplément 4, 46-123, 1777; podle Weissteina, Erica W. „Buffonův problém s jehlou.“ From MathWorld - A Wolfram Web Resource. 20. prosince 2012
- ^ Euler, L.. Institutionum calculi integralis. Impensis Academiae Imperialis Scientiarum, 1768.
- ^ Butcher, John C. (2003), Numerical Methods for Ordinary Differential Equations, New York: John Wiley & Sons, ISBN 978-0-471-96758-3.
- ^ Hairer, Ernst; Nørsett, Syvert Paul; Wanner, Gerhard (1993), Řešení obyčejných diferenciálních rovnic I: Problémy Nonstiff, Berlín, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-3-540-56670-0.
- ^ Laplace, PS. (1816). Théorie Analytique des Probabilités: First Supplement, s. 1. 497ff.
- ^ Gram, J. P. (1883). „Ueber die Entwickelung reeler Funtionen in Reihen mittelst der Methode der kleinsten Quadrate“. JRNL. Für die reine und angewandte Math. 94: 71–73.
- ^ Schmidt, E. "Zur Theorie der linearen und nichtlinearen Integralgleichungen. I. Teil: Entwicklung willkürlicher Funktionen nach Systemen vorgeschriebener". Matematika. Ann. 63: 1907.
- ^ Nejstarší známá použití některých slov matematiky (G). Od srpna 2017.
- ^ Farebrother, RW (1988). Výpočty lineárních nejmenších čtverců. CRC Press. ISBN 9780824776619. Citováno 19. srpna 2017.
- ^ Simonite, Tom (24. března 2009). „Krátká ostrá věda: Oslava Ady Lovelaceové: první programátor na světě'". Nový vědec. Citováno 14. dubna 2012.
- ^ „Arcadia“ Toma Stopparda ve dvaceti. Brad Leithauser. Newyorčan, 8. srpna 2013.
- ^ Kim, Eugene Eric; Toole, Betty Alexandra (květen 1999). "Ada a první počítač". Scientific American. 280 (5): 70–71. Bibcode:1999SciAm.280e..76E. doi:10.1038 / scientificamerican0599-76.
- ^ Bashforth, Francis (1883), Pokus otestovat teorie kapilárního působení porovnáním teoretických a měřených forem kapek tekutiny. S vysvětlením metody integrace použité při konstrukci tabulek, které poskytují teoretické formy takových kapek, J. C. Adams, Cambridge.
- ^ Jacobi's Ideas on Eigenvalue Computation v moderním kontextu, Henk van der Vorst.
- ^ Jacobiho metoda, Encyclopedia of Mathematics.
- ^ Časná historie maticových iterací: se zaměřením na italský příspěvek, Michele Benzi, 26. října 2009. Konference SIAM o aplikované lineární algebře, Monterey Bay - moře, Kalifornie.
- ^ MW Kutta. „Beiträge zur näherungsweisen Integration totaler Differentialgleichungen“ [Příspěvky k přibližné integraci celkových diferenciálních rovnic] (v němčině). Teze, University of Munich.
- 1901 – "Přetištěno", Z. Math. Phys., 46: 435–453, 1901 a v B.G Teubner, 1901.
- ^ Runge, C., „Über die numerische Auflösung von Differentialgleichungen“ [O numerickém řešení diferenciálních rovnic] (v němčině), Math. Ann. 46 (1895) 167-178.
- ^ Velitel Benoit (1924). „Note sur une méthode de résolution des équations normales provenant de l'application de la méthode des moindres carrés à un système d'équations linéaires en nombre inférieur à celui desconnues (Procédé du Commandant Cholesky)“. Bulletin Géodésique 2: 67–77.
- ^ Cholesky (1910). Sur la résolution numérique des systèmes d'équations linéaires. (rukopis).
- ^ L F Richardson, Predikce počasí numerickým procesem. Cambridge University Press (1922).
- ^ Lynčovat, Peter (březen 2008). „Počátky počítačové predikce počasí a modelování klimatu“ (PDF). Journal of Computational Physics. University of Miami. 227 (7): 3431–44. Bibcode:2008JCoPh.227.3431L. doi:10.1016 / j.jcp.2007.02.034. Archivovány od originál (PDF) dne 08.07.2010. Citováno 2010-12-23.
- ^ Grete Hermann (1926). „Die Frage der endlich vielen Schritte in der Theorie der Polynomideale“. Mathematische Annalen. 95: 736–788. doi:10.1007 / bf01206635. S2CID 115897210.
- ^ Metropolis, N. (1987). „Začátek metody Monte Carlo“ (PDF). Věda Los Alamos. Č. 15, strana 125.. Přístupné 5. května 2012.
- ^ S. Ulam, R. D. Richtmyer a J. von Neumann (1947). Statistické metody v difúzi neutronů. Zpráva vědecké laboratoře Los Alamos LAMS – 551.
- ^ Metropolis, N .; Ulam, S. (1949). "Metoda Monte Carlo". Journal of the American Statistical Association. 44 (247): 335–341. doi:10.1080/01621459.1949.10483310. PMID 18139350.
- ^ „SIAM News, listopad 1994“. Citováno 6. června 2012. Laboratoř optimalizace systémů, Stanford University Huang Engineering Center (hostitel / zrcadlo webu).
- ^ Von Neumann, J., Theory of Self-Reproducating Automata, Univ. of Illinois Press, Urbana, 1966.
- ^ A. M. Turing, Zaokrouhlovací chyby v maticových procesech. Kvart. J Mech. Appl. Matematika. 1 (1948), 287–308 (podle Poole, David (2006), Linear Algebra: A Modern Introduction (2. vyd.), Kanada: Thomson Brooks / Cole, ISBN 0-534-99845-3.) .
- ^ Počítačový model, který kdysi vysvětloval britskou ekonomiku. Larry Elliott, Opatrovník, Čtvrtek 8. května 2008.
- ^ Phillipův ekonomický počítač, 1949. Vystavovat na London Science Museum.
- ^ Richtmyer, R. D. (1948). Navrhovaná numerická metoda pro výpočet rázů. Los Alamos, NM: Los Alamos Scientific Laboratory LA-671.
- ^ Von Neumann, J .; Richtmyer, R. D. (1950). "Metoda pro numerický výpočet hydrodynamických rázů". Journal of Applied Physics. 21 (3): 232–237. Bibcode:1950JAP .... 21..232V. doi:10.1063/1.1699639.
- ^ Charney, J .; Fjørtoft, R .; von Neumann, J. (1950). "Numerická integrace barotropní rovnice vířivosti". Řekni nám. 2 (4): 237–254. doi:10.1111 / j.2153-3490.1950.tb00336.x.
- ^ Viz článek recenze: - Smagorinsky, J (1983). „Počátky numerické predikce počasí a modelování obecné cirkulace: rané vzpomínky“ (PDF). Pokroky v geofyzice. 25: 3–37. doi:10.1016 / S0065-2687 (08) 60170-3. ISBN 9780120188253. Citováno 6. června 2012.
- ^ Magnus R. Hestenes a Eduard Stiefel, Metody konjugovaných přechodů pro řešení lineárních systémů, J. Res. Natl. Bur. Vydržet. 49, 409-436 (1952).
- ^ Eduard Stiefel, Němec Methoden der Relaxationsrechnung (německy), Z. Angew. Matematika. Phys. 3, 1-33 (1952).
- ^ Cornelius Lanczos, Řešení systémů lineárních rovnic minimalizovanými iteracemi, J. Res. Natl. Bur. Vydržet. 49, 33-53 (1952).
- ^ Cornelius Lanczos, Iterační metoda pro řešení problému vlastních čísel lineárních diferenciálních a integrálních operátorů, J. Res. Natl. Bur. Vydržet. 45, 255-282 (1950).
- ^ Metropolis, N .; Rosenbluth, A.W .; Rosenbluth, M.N .; Teller, A.H .; Teller, E. (1953). „Výpočty stavových rovnic pomocí strojů s rychlým výpočtem“ (PDF). Journal of Chemical Physics. 21 (6): 1087–1092. Bibcode:1953JChPh..21.1087M. doi:10.1063/1.1699114.
- ^ Alder, B. J .; Wainwright, T. E. (1957). „Fázový přechod pro systém Hard Sphere“. J. Chem. Phys. 27 (5): 1208. Bibcode:1957JChPh..27.1208A. doi:10.1063/1.1743957. S2CID 10791650.
- ^ Alder, B. J .; Wainwright, T. E. (1962). "Fázový přechod na elastických discích". Phys. Rev. 127 (2): 359–361. Bibcode:1962PhRv..127..359A. doi:10.1103 / PhysRev.127.359.
- ^ Householder, A. S. (1958). „Unitary Triangularization of Nonsymetric Matrix“ (PDF). Deník ACM. 5 (4): 339–342. doi:10.1145/320941.320947. PAN 0111128. S2CID 9858625.
- ^ Fermi, E. (posmrtně); Pasta, J .; Ulam, S. (1955): Studie nelineárních problémů (přístup k 25. září 2012). Laboratorní dokument Los Alamos LA-1940. Také se objevil in 'Collected Works of Enrico Fermi', E. Segre ed. , University of Chicago Press, Sv. II, 978–988,1965. Obnoveno 21. prosince 2012
- ^ W.W. Citace McDowell Award: „Cena W. Wallace McDowella“. Citováno 15. dubna 2008.
- ^ Citace National Medal of Science: „Prezidentova národní medaile za vědu: John Backus“. Národní vědecká nadace. Citováno 21. března, 2007.
- ^ „Citace ACM Turing Award: John Backus“. Sdružení pro výpočetní techniku. Archivovány od originál 4. února 2007. Citováno 22. března 2007.
- ^ RW Clough, „The Finite Element Method in PlaneStress Analysis,“ Proceedings of 2nd ASCE Conference on Electronic Computation, Pittsburgh, PA, 8. září, 9. září.
- ^ Francis, J.G.F. (1961). „Transformace QR, já“. Počítačový deník. 4 (3): 265–271. doi:10.1093 / comjnl / 4.3.265.
- ^ Francis, J.G.F. (1962). „Transformace QR, II“. Počítačový deník. 4 (4): 332–345. doi:10.1093 / comjnl / 4.4.332.
- ^ Kublanovskaya, Vera N. (1961). Msgstr "Na některých algoritmech pro řešení úplného problému vlastních čísel". SSSR výpočetní matematika a matematická fyzika. 1 (3): 637–657. doi:10.1016 / 0041-5553 (63) 90168-X. Publikováno také v: Zhurnal Vychislitel'noi Matematiki i Matematicheskoi Fiziki [Journal of Computational Mathematics and Mathematical Physics], 1 (4), strany 555–570 (1961).
- ^ Lorenz, Edward N. (1963). „Deterministický neperiodický tok“ (PDF). Journal of the Atmospheric Sciences. 20 (2): 130–141. Bibcode:1963JAtS ... 20..130L. doi:10.1175 / 1520-0469 (1963) 020 <0130: dnf> 2.0.co; 2.
- ^ Minovitch, Michael: „Metoda určování meziplanetárních trajektorií volného pádu,“ Jet Propulsion Laboratory Technical Memo TM-312-130, strany 38-44 (23. srpna 1961).
- ^ Christopher Riley a Dallas Campbell, 22. října 2012. „Matematika, díky níž byl Voyager možný“. BBC News Science and Environment. Obnoveno 16. června 2013.
- ^ Rahman, A (1964). "Korelace v pohybu atomů v kapalném argonu". Phys Rev. 136 (2A): A405 – A41. Bibcode:1964PhRv..136..405R. doi:10.1103 / PhysRev.136.A405.
- ^ Cooley, James W .; Tukey, John W. (1965). "Algoritmus pro strojový výpočet složité Fourierovy řady" (PDF). Matematika. Comput. 19 (90): 297–301. doi:10.1090 / s0025-5718-1965-0178586-1.
- ^ Kohn, Walter; Hohenberg, Pierre (1964). „Nehomogenní elektronový plyn“. Fyzický přehled. 136 (3B): B864 – B871. Bibcode:1964PhRv..136..864H. doi:10.1103 / PhysRev.136.B864.
- ^ Kohn, Walter; Sham, Lu Jeu (1965). „Samo-konzistentní rovnice zahrnující směnné a korelační efekty“. Fyzický přehled. 140 (4A): A1133 – A1138. Bibcode:1965PhRv..140.1133K. doi:10.1103 / PHYSREV.140.A1133.
- ^ „Nobelova cena za chemii 1998“. Nobelprize.org. Citováno 2008-10-06.
- ^ B. Mandelbrot; Fraktály, tvary, hasard et dimenze (francouzsky). Vydavatel: Flammarion (1975), ISBN 9782082106474 ; anglický překlad Fraktály: forma, šance a dimenze. Vydavatel: Freeman, W. H & Company. (1977). ISBN 9780716704737.
- ^ Appel, Kenneth; Haken, Wolfgang (1977). „Každá planární mapa je čtyřbarevná, část I: Vybíjení“. Illinois Journal of Mathematics. 21 (3): 429–490. doi:10.1215 / ijm / 1256049011.
- ^ Appel, K .; Haken, W. (1977). „Každá planární mapa je čtyřbarevná, II: Reducibility“. Illinois J. Math. 21: 491–567. doi:10.1215 / ijm / 1256049012.
- ^ Appel, K .; Haken, W. (1977). „Řešení problému čtyřbarevných map“. Sci. Dopoledne. 237 (4): 108–121. Bibcode:1977SciAm.237d.108A. doi:10.1038 / scientificamerican1077-108.
- ^ L. Greengard, The Rapid Evaluation of Potential Fields in Particle Systems, MIT, Cambridge, (1987).
- ^ Rokhlin, Vladimir (1985). „Rychlé řešení integrálních rovnic teorie klasického potenciálu.“ J. Computational Physics Vol. 60, s. 187-207.
- ^ Greengard, L .; Rokhlin, V. (1987). "Rychlý algoritmus pro simulaci částic". J. Comput. Phys. 73 (2): 325–348. doi:10.1016/0021-9991(87)90140-9.
externí odkazy
- Novinky SIAM (Společnost pro průmyslovou a aplikovanou matematiku). Top 10 algoritmů 20. století.
- Historie numerické analýzy a vědeckých výpočtů @ SIAM (společnost pro průmyslovou a aplikovanou matematiku)
- Ruttimann, Jacqueline (2006). „Výpočetní technika do roku 2020: milníky ve vědeckých výpočtech“. Příroda. 440 (7083): 399–405. doi:10.1038 / 440399a. PMID 16554772. S2CID 21967804.
- Anderson, H. L. (1986). „Vědecké využití MANIAC“. Žurnál statistické fyziky. 43 (5–6): 731–748. Bibcode:1986JSP .... 43..731A. doi:10.1007 / BF02628301. S2CID 122676398.
- Milníky IEEE
