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教你如何学软件编程序:从入门到实践

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这个题目很大,不是三言两语就能说清楚的。但是我们论坛上总会时不时地有人提出这个问题,目的当然就是想找到一条捷径了。那么,学习软件编制程序究竟有没有捷径,答案是肯定的,有捷径。遗憾的是,一般人都不愿意遵守,结果难免会走一些弯路。
下面我就自己了解的有关这方面的东西,并结合自己学习软件编制程序的经验和体会,为大家找到一条通往软件操作高手和编程能将的道路,希望对大家有用。当然了,有什么地方说的不好的、不到位的,希望大家能给予批评指正。
因为本人现在用软件一般用有限元来做,编制程序用有限差分来做,所以下面就结合这两方面来进行叙述。其它的如有限体积、边界元、无网格法,虽然原理不一样,但学习和提高的过程和方法基本是一样的。

1. 准备期——也叫潜伏期
现在无论是企业、高校,还是科研院所,进行编程、利用软件的最少一般都是本科学历,大部分是硕士或者博士,也就是说大家已经至少接受了十几年的学校教育了,而且也都是学校里学协的佼佼者,都有自己的一套学习方法。既然这样,为什么当我们新接触一套软件计算每一个问题,或者拿到一个方程让我们编制程序解决问题的时候,首先感觉到的一点就是陌生,更重要的就是发蒙,不知所措。陌生属于正常现象,因为对于你来说这是一个新事务;但是发蒙和不知所措,就只能怪自己的基础知识没有掌握好,关键是没有学以致用,而是齐齐整整地在脑海里面存放着,不能有效地将这些东西加以调用;尤其是在求职招聘面试的时候,这方面的感觉尤其深。总之,一句话做什么都要有个基础,并要有效调用基础,使其发生有效地支撑作用。
那么用有限元软件的基础是什么,自己编程的基础又是什么?单从字面意思讲,要用有限元软件,当然要知道有限元是咋回事情呀,但是我们一般在刚刚接触有限元软件的时候,有几个人深刻了解这方面的东西,即使是使用多年的有限元分析人员,能够知道这一点的也是寥寥无几,这样也就不难理解我们在学习有限元软件的时候困难重重,出了问题有些时候就是“丈二和尚摸不着头脑”,更就谈不到真正地解决问题了。所以说,在使用有限元以前,一定要看一些有限元的相关书籍:有限单元法、平面力学有限元、有限单元法在某些方面的应用等,最好是能自己亲自编写一下有限元程序,哪怕是一个最简单的程序,加深自己对有限元的理解。例如有的人说的对壳单元、板单元不了解,软件咋就这么难学,其实这些东西都是有限元基本理论里面的东西,并不是软件的特色。我学习的第一套软件是hypermesh(是很好的前处理软件),但是当时老师根本就没有给我讲有限元这方面的东西,只是让我去学习这个软件,自己也更没有意识去学习有限元方面的东西了,所以好长时间了,连surfaceface这两个单词的意义都搞不清楚,后来才慢慢的知道,原来surface是针对几何的,是几何表面;face是针对网格的,是从网格提取出来的单元表面。说完了有限元软件,改说说自己编程方面的基础了。编过程序的人们都知道,编程相对来说比较容易一些,但是调试程序是很麻烦的,说的严重一点,有些时候程序调出来的时候,真有想跳楼的感觉;尤其是别人用有限元软件来做,可能用不了多长时间就计算出来了,正在一边闲着看片,而且还得到了老板的嘉奖;而又花费的时间和精力可能是他的几倍、甚至是十几倍、几十倍,但程序就是调不出来,自己本身心里就比较难受,又得到老板的批评(说句实话:老板都是相似的,老板要的就是结果,他根本不管你过程),你想你会有什么感觉。所以,为了未雨绸缪,在编制程序一定要提前设定好自己的算法、对变量、数据要提前进行申明,以免调用出错;程序要一段一段的写,调试通过后,再一部分一部分地加入,不然有些时候根本就找不到问题所在;虚拟内存、公用数组等要提前设定好,以免发生堆堑溢出等毛病;变量和在子程序和主程序里面一定要类型一致(这个毛病以前我常发生,现在好了)等。所以,自己编程序要看一下:常微分方程数值解法、数理方程、编译原理、离散数学、数据结构、应用数值分析等方面的书籍,之所以这么多,是因为编程序的过程中,你根本就不知道会发生什么问题,可以夸张地说,几乎在用有限元软件使用过程中遇到的所有问题,自己编程都会遇到,而且时不时地还会有自己的特有问题发生(我把它叫成程序特色)。
今天说了这么多,抽取了中午的一个多小时休息的时间,暂且先说道这,以后有机会将后续的内容补上,希望对大家有用。

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