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计算机代数算法。 (英语) Zbl 0805.68072号

多德雷赫特:Kluwer学术出版集团。XVIII、 585页(1992年)。
计算机代数(CA)是代数而非数值计算学科的名称。有许多计算机程序——计算机代数系统(CAS)——可用于实现这一点。目前商用的最广泛使用的通用系统是Axiom、Derive、Macsyma、Maple、Mathematica和REDUCE。计算机代数学科始于20世纪60年代初,第一个版本的REDUCE出现于1968年。
一大类数学问题可以通过纯粹交互地使用CAS来解决,只需用户文档指导。然而,复杂的使用需要理解计算机代数背后的大量理论,而计算机代数本身就是构造数学中一个有趣的领域。例如,大多数系统提供某种编程语言,允许用户扩展或修改系统的功能。
这本书可能是对计算机代数理论的最一般的介绍,它是作为一本教科书编写的,通过主题的顺利发展来发展这门学科。它不仅描述了算法,还描述了它们背后的数学原理。这本书为初学这门学科的读者提供了一个极好的起点,并将成为研究生或高级本科课程的优秀教材。读者可能希望在大约二年级的本科生水平上有一些抽象代数、算法和编程方面的背景知识。
本书介绍了算法所需的必要数学背景。作者们避免了为了数学本身而追求数学的诱惑,而所有这些都集中在执行代数计算的任务上。这些算法是以一种类似Maple和C的混合语言的伪语言呈现的。它们为实际实现提供了良好的基础,尽管在大多数情况下仍需要进行大量工作。除了引言之外,没有任何实际编程语言中的代码示例。
作者都与开始开发Maple的团队有关联。因此,该书反映了枫叶采取的方法,但大多数讨论完全独立于任何实际系统。作者在实现实际CAS方面的经验很清楚。
这本书着重于计算机代数的核心。第一章介绍了一般概念,并提供了一个很好的历史概况。接下来的三章讨论基本主题——数据结构、表示和整数的基本算术、有理数、多元多项式和有理函数——本书的其余部分都是基于这些主题编写的。
CA中的一项主要技术涉及到投影到一个或多个同态图像上,其中接地环通常被选择为有限域。对于多个同态图像,通过中国剩余定理将图像解提升回原始问题域;对于单个图像,通过Hensel(p)-adic或理想-adic)结构将图像解恢复到原始问题域。接下来的两章将在相当一般的背景下介绍这些技术。随后的两章专门介绍了多元多项式的GCD计算和因子分解;这些章节的第一章还讨论了次结果的重要但困难的主题。
接下来的两章描述了无分数高斯消去、结果和Gröbner Bases在线性和非线性多项式方程的操作和精确解中的应用。最后两章描述了符号不定积分的“经典”算法和最近的Risch算法,并介绍了微分代数。
这本书没有考虑更专业的问题领域,如符号求和、定积分、微分方程、群论或数论。它也没有考虑更多的应用问题领域,例如向量、张量、微分形式、特殊函数、几何或统计,尽管Maple和其他CAS在所有或许多这些领域都提供了便利。它没有考虑CA编程语言设计的问题,也没有考虑当前CAS提供的任何重要但非代数的功能,如用户界面、数字和图形功能。
这是一本长书(将近600页);它通常表现得很好,三位作者无缝地合并了他们的贡献。我注意到很少有印刷错误,也没有任何后果。我对这本书只有两项投诉。字体太小,尤其是对于相对较大的行距而言,而且太贵了,特别是对于一本本来会是优秀学生文本的书来说。我向任何能支持它的人高度推荐它。

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68瓦30 符号计算和代数计算
第13页 交换环的计算方面和应用
68-01 与计算机科学相关的介绍性说明(教科书、教程论文等)
2005年12月 场论和多项式的计算方面(MSC2010)
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