原作者：三只青蛙

倪光南院士在天津工業(yè)APP大會(huì)發(fā)言

屈指數(shù)一數(shù)，我從事cae程序工作十幾年了，沒(méi)有什么成績(jī)，有的只是教訓(xùn)和眼淚。十幾年間，幾乎沒(méi)有周末和假日，沒(méi)有娛樂(lè)和休閑，也沒(méi)有了愛(ài)好。回頭想想，其實(shí)很多很多的路，是在仿徨和猶豫中度過(guò)的，總在猶豫，總在反復(fù)，總在時(shí)時(shí)刻刻的考慮，是不是那樣寫(xiě)更好，是不是不應(yīng)該這么寫(xiě)。是的，有很多很多的后悔的作為。

很榮幸，我還活著，還在做著這個(gè)工作，希望能把自己的一些看法，一些想法，一些理解，寫(xiě)下來(lái)，對(duì)希望充滿活力的年輕人有一絲助力和借鑒。使得成長(zhǎng)的路更短，略微更平坦一些。最近的時(shí)間比較緊，在完成目前工作后，會(huì)加速的做這些事情。

在這個(gè)系列的文章里，我只談CAE的程序問(wèn)題，不去觸碰CAE的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，也許那不是我關(guān)心的事情。我只想說(shuō)一句在這里，我是反對(duì)以資本的方式去硬砸這個(gè)產(chǎn)業(yè)的。這個(gè)東西是個(gè)需要時(shí)間積累的東西，很難想象可以用資本能夠擊穿。

我的工作生涯里，有50%的時(shí)間在做計(jì)算，50%的內(nèi)容在做前后處理。前面的寫(xiě)作我只會(huì)涉及計(jì)算，以后會(huì)再寫(xiě)一些前后處理方面的東西。即使計(jì)算方面, 針對(duì)不同的專(zhuān)業(yè)，也是千番不同。我想大家可以和我交流的，大多也是更為基礎(chǔ)的程序代碼方法和算法方法，更多的東西，我想我也肯定無(wú)從了解。

也就是跨學(xué)科了吧，只拿做計(jì)算的來(lái)說(shuō)吧，學(xué)好本專(zhuān)業(yè)已經(jīng)不容易了，還要學(xué)好計(jì)算機(jī)程序編寫(xiě)。至于計(jì)算機(jī)程序的編制, 需要學(xué)習(xí)的還有數(shù)值方法，矩陣論，甚至圖論等……, 幾乎所有的數(shù)學(xué)都要學(xué)差不多，不一定要會(huì)證明和很深，但是大多數(shù)都要理解，才能寫(xiě)出精巧的程序。這個(gè)問(wèn)題，我想以后慢慢做一些框圖來(lái)解釋。給寫(xiě)不同程序的人，不同的建議，要準(zhǔn)備什么書(shū)，儲(chǔ)備什么知識(shí)等。

其實(shí)，看過(guò)太多的開(kāi)源的很多的程序，可以看出，都是學(xué)力學(xué)的人寫(xiě)的，雖然寫(xiě)的整齊漂亮，但是還是很多不符合計(jì)算機(jī)原理的，我們不能拿著當(dāng)做圣經(jīng)。也有很多程序，可以看出是計(jì)算機(jī)的按照學(xué)力學(xué)的要求去寫(xiě)的，寫(xiě)的啰里啰嗦，整理規(guī)整，似乎增一分則肥，減一分則瘦，實(shí)則編排亂七八糟，這些程序不應(yīng)作為學(xué)習(xí)的目標(biāo)。別人的程序，看的多了，自然都會(huì)有深刻的理解，都會(huì)看的出來(lái)，但是改成自己的，卻需要更深入的理解，仍然是非常痛苦的事情。

我這里指的是團(tuán)隊(duì)建設(shè)，一加一等于二，沒(méi)有問(wèn)題的，那僅僅是個(gè)理想的相加，現(xiàn)實(shí)中，要筑起一道墻，一塊一塊的磚頭疊加一起，是沒(méi)有意義的，需要砂漿來(lái)粘合，需要時(shí)間來(lái)凝固，需要澆水來(lái)養(yǎng)護(hù)。

很多時(shí)候，我們要求一個(gè)學(xué)力學(xué)的，和一個(gè)學(xué)計(jì)算機(jī)的去合作完成一個(gè)程序，大多數(shù)時(shí)候都是失敗，我不知道老外這種事情的管理是如何的。我知道的，中國(guó)人在這種的合作上，大多是失敗的。我想老外也差不多。

成功的少數(shù)案例，就是學(xué)力學(xué)的會(huì)寫(xiě)程序了，學(xué)計(jì)算機(jī)的也懂力學(xué)了，而且懂的程度很深。并沒(méi)有一條很好的途徑，使得兩者在互相了解對(duì)方知識(shí)很少的情況下完成這件事情。但是最后的結(jié)果，僅僅是完成，還是有問(wèn)題的，起碼在代碼上，可以輕易的看出，是學(xué)力學(xué)的模仿計(jì)算機(jī)寫(xiě)的，還是計(jì)算機(jī)的不懂裝懂的按照學(xué)力學(xué)的說(shuō)的寫(xiě)的。

CAE專(zhuān)業(yè)和計(jì)算機(jī)代碼之間，是需要二級(jí)算法的。所謂的二級(jí)算法，大多衍生于數(shù)值方法那門(mén)課的內(nèi)容，也有更多的需要完整的學(xué)一門(mén)新課。大多數(shù)有興趣有動(dòng)力來(lái)做CAE程序的人，基本都把自己的專(zhuān)業(yè)部分學(xué)的很好了，理解的很透，但是一旦上手開(kāi)始寫(xiě)，又覺(jué)得無(wú)所適從。其實(shí)，這中間還差很多很多東西，二級(jí)算法書(shū)上不會(huì)講，基本都是要自己悟的，基本，大多數(shù)人選擇從開(kāi)源的程序?qū)W習(xí)進(jìn)入。以后我想專(zhuān)門(mén)的來(lái)討論開(kāi)源軟件的讀改問(wèn)題。

在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)和cae專(zhuān)業(yè)之間，人員的磨合，代碼的精進(jìn)，都是基于二級(jí)算法的建立和改進(jìn)的。這也就是經(jīng)驗(yàn)的集合吧。論文上的東西都差不多的其實(shí)，大部分是公開(kāi)的，我們和成熟商軟的距離，就差這個(gè)其實(shí)。

程序在本質(zhì)上是相同的。那是編程二進(jìn)制之后的事情了。所以有一種說(shuō)法, 所以用哪種語(yǔ)言都一樣。學(xué)好了，都能寫(xiě)出好的程序，這是對(duì)的。這里的不同，說(shuō)的是，其實(shí)每一門(mén)語(yǔ)言，都有自己獨(dú)特的地方和優(yōu)勢(shì)，你用那門(mén)語(yǔ)言去寫(xiě)，就要利用好那門(mén)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，才能寫(xiě)出好的程序。才能感到那門(mén)語(yǔ)言的魅力。

在結(jié)構(gòu)化程序上，大多數(shù)語(yǔ)言是可以互相調(diào)用的，基本是相同的。很多書(shū)也如是說(shuō)。

C++的行存儲(chǔ)和fortran的列存儲(chǔ)，就會(huì)給互相調(diào)用帶來(lái)很多的困擾空間。C++的指針和fortran指針并不是一個(gè)概念。Fortran的“class”和C++的也完全不是一個(gè)東西，有了“class”的fortran程序是不能供C++使用的。你要fortran面對(duì)對(duì)象到底，還是以后要和C++混用，要一開(kāi)始就想清楚。這僅僅是一個(gè)例子，每種語(yǔ)言學(xué)到深處，都是有它自己的精妙所在的。而一旦你用了它精妙的部分，大概率的和其他程序不會(huì)相同。這也是很多人爭(zhēng)論用哪種原因好的原因。

真的很希望計(jì)算機(jī)就一種語(yǔ)言，起碼不用那么糾結(jié)，我想做計(jì)算的大多數(shù)用這兩種語(yǔ)言，已經(jīng)足夠糾結(jié)，現(xiàn)在出現(xiàn)了更多的，python，perl等。糾結(jié)更加糾結(jié)。我和大多數(shù)的人一樣，很多時(shí)間花在了糾結(jié)上。糾結(jié)用哪一種語(yǔ)言。

現(xiàn)在呢，我還在糾結(jié)偶爾，還是沒(méi)徹底解決。兩種語(yǔ)言，我都算精通了，不是語(yǔ)言的事情了。但是在做某件事情的時(shí)候，往往希望基于某個(gè)東西去做，那個(gè)既有東西的功能的好壞，也包含了語(yǔ)言的選擇，成為了一個(gè)糾結(jié)的選項(xiàng)。在語(yǔ)言的單獨(dú)選項(xiàng)上，我更偏向于c++語(yǔ)言。以后的程序都是趨向于大型化，利用C++更好管理，這是學(xué)C++的人的借口。其實(shí)新的fortran也能很容易的大型代碼的管理，單獨(dú)做計(jì)算的，無(wú)論程序多大，我想fortan已經(jīng)足夠。我偏向c++，是因?yàn)橥瑫r(shí)在做前后處理。

大多數(shù)做cae計(jì)算程序的人，都是邊學(xué)邊干的，這一點(diǎn)不可避免。我是這么過(guò)來(lái)的。

每個(gè)人學(xué)語(yǔ)言都有這樣幾個(gè)階段。每個(gè)階段的成就感是必要的。

• 初學(xué)，很感興趣，興趣在結(jié)構(gòu)化的循環(huán)控制和實(shí)現(xiàn)自己的算法, 基本一個(gè)小程序都是用來(lái)計(jì)算，都是干貨。
  

• 更深入的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)管理性的代碼越來(lái)越多。一個(gè)大型程序，基本管理性的代碼要占到60%可能，功能性代碼占比卻逐步減少。基本每一個(gè)搞專(zhuān)業(yè)的都會(huì)有一種煩躁感。很多人專(zhuān)業(yè)搞的非常好，但是就是客服不了這一種煩躁感，很多年都沒(méi)有把自己的東西寫(xiě)出好的軟件程序。這一步也許是成長(zhǎng)最重要的部分。

• 編輯器的操作是另一個(gè)部分，這一步其實(shí)更多的人在一起工作更好，會(huì)一起獲取更多的使用經(jīng)驗(yàn)，編譯器的熟悉程序關(guān)系到編寫(xiě)的效率，也是一個(gè)必須要過(guò)的關(guān)。

• 因?yàn)楣ぷ鲉?wèn)題，會(huì)去翻更多的別人的代碼，這一步要小心，我是這么過(guò)來(lái)的，在翻別人東西的時(shí)候，有時(shí)會(huì)被別的興趣去吸引，走偏了方向，尤其是技術(shù)控，自己也有自控能力。可能完成導(dǎo)師和老板的任務(wù)更重要，感興趣的以后慢慢再說(shuō)。

• 學(xué)會(huì)忍受寂寞，接下來(lái)就是在迷茫和清晰之間無(wú)限的循環(huán)了。

對(duì)于不同的數(shù)值方法，都有不同領(lǐng)域的用途。每種方法寫(xiě)起來(lái)，除了算法本身的問(wèn)題，也有不同的編寫(xiě)套路。我想所謂的這些方法“套路”，其實(shí)就是軟件程序的架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。我對(duì)有限元和離散元的套路知道個(gè)大概。即使同樣的的有限元程序，因?yàn)槟繕?biāo)的專(zhuān)業(yè)不同，架構(gòu)和套路也是千奇百怪。以后慢慢會(huì)很多不同的代碼套路講給大家，每個(gè)作者做這些代碼的時(shí)候，真的是有自己非常深入的考慮。我們有幸學(xué)習(xí)別人的東西，是一件很幸福的事情。

希望以后總結(jié)下，用某種方式發(fā)布出來(lái)。把各個(gè)軟件的架構(gòu)和目標(biāo)，都講給希望學(xué)習(xí)CAE程序的人。

不同的計(jì)算方法，編寫(xiě)都有不同的技巧問(wèn)題，我熟悉有限元的，和離散元的。希望以后和更多人交流。這個(gè)暫時(shí)不展開(kāi)說(shuō)。繁而雜的東西。

一篇論文的編寫(xiě)，作者大概最后寫(xiě)出的方式大概不會(huì)太多。公式是一定的。不會(huì)有更多的差異，但是這篇實(shí)現(xiàn)到代碼的時(shí)候，可能會(huì)有千百種方式。我想分成下面幾種情況：

很多人更關(guān)心第二項(xiàng)，不能理解的也能實(shí)現(xiàn)。這個(gè)確實(shí)有，以后會(huì)寫(xiě)一些相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)文章，來(lái)說(shuō)明技巧。但是不建議大家這么做。知其然，不知其所以然，最終還是很難進(jìn)一步寫(xiě)下去的。