數(shù)學(xué)是一切科學(xué)的基礎(chǔ),融于現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)和發(fā)展的各個領(lǐng)域. 數(shù)值計算問題普遍存在于新工科、新醫(yī)科等領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型求解中，計算數(shù)學(xué)作為數(shù)學(xué)學(xué)科的一個重要分支, 旨在提出和研究借助計算機(jī)解決各種數(shù)學(xué)問題的高效而穩(wěn)定的算法.數(shù)值分析是計算科學(xué)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,主要包括數(shù)據(jù)插值與逼近、數(shù)值微積分、(非)線性方程(組)求解、常(偏)微分方程數(shù)值解、矩陣計算、數(shù)值優(yōu)化等內(nèi)容.

算法的設(shè)計以理論知識為其靈魂, 其核心是背后嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的數(shù)學(xué)原理. 算法設(shè)計需借助于計算機(jī)語言實(shí)現(xiàn), 但語言不是目的, 其本身也不是問題的關(guān)鍵或主要難點(diǎn).算法設(shè)計的關(guān)鍵或難點(diǎn)在于如何借助于某種語言驗(yàn)證原理、設(shè)計算法、科學(xué)計算、結(jié)果分析以及應(yīng)用擴(kuò)展研究等. 此外, 讀者應(yīng)該知道, 算法設(shè)計的難點(diǎn)還在于對原理知識的理解程度, 同時也在于算法設(shè)計的藝術(shù)、算法的可計算性與計算復(fù)雜性,這些都應(yīng)在實(shí)踐中逐步積累. 本書的所有算法均采用Python語言編寫, 原因有三: 其一, Python語言本身的優(yōu)雅、明確、高效和簡單的設(shè)計哲學(xué); 其二, Python 汲取了其他語言數(shù)值計算的優(yōu)點(diǎn), 這意味著Python可以與以數(shù)學(xué)原理、數(shù)值計算為基礎(chǔ)的學(xué)科(如機(jī)器學(xué)習(xí)) 有效結(jié)合, 適合進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計學(xué)習(xí)建模; 其三,與當(dāng)下時代的科技需求相符合.比如，人工智能尤其是以深度學(xué)習(xí)為代表的智能計算, 多數(shù)以Python為開發(fā)語言. 本書旨在從實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)方面,強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力, 提高學(xué)生的算法素養(yǎng), 增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)實(shí)踐與審美意識. 本書的核心價值是基于數(shù)學(xué)原理設(shè)計和編寫算法, 即自編碼(區(qū)別于調(diào)用庫函數(shù)), 相當(dāng)于把原理照進(jìn)現(xiàn)實(shí), 讓靜態(tài)的原理走動起來, 進(jìn)而解決數(shù)學(xué)模型中的數(shù)值計算問題. 可把自編碼過程等價于板書數(shù)學(xué)原理的推導(dǎo)和證明, 兩者僅僅是平臺區(qū)別而已, 數(shù)學(xué)原理推導(dǎo)借助于黑板, 而自編碼借助于Python 語言.

（1）這是一本基于數(shù)值分析原理和NumPy,實(shí)現(xiàn)自編碼式的算法設(shè)計的實(shí)踐教材.

（2）包含數(shù)值分析的12 個領(lǐng)域, 囊括了絕大部分算法, 專注于實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué).

（3）通過自編碼學(xué)習(xí)拓展數(shù)值計算方法的思路(如驗(yàn)證原理、多角度分析問題等),加深對原理的認(rèn)知,進(jìn)而領(lǐng)悟數(shù)值計算的奧妙和計算之美.

（4） 電子課件PPT，程序源代碼齊備，易教易學(xué).