Matematyka

Nowe rozwiązania techniczne, organizacyjne i informatyczne w transporcie

Józef Stokłosa

Monografia prezentuje zagadnienia techniczne, organizacyjne i informatyczne w zastosowaniu do nowoczesnych systemów transportowych. Przedstawiono w niej zasady projektowania i optymalizacji działania autobusu elektrycznego zasilanego z wodorowych ogniw paliwowych oraz nową metodę doboru parametrów eksploatacyjnych pojazdów w aspekcie zwiększenia ich trwałości w użytkowaniu. Zidentyfikowano zjawiska ograniczające poprawną eksploatację środków transportowych wynikające, m.in. ze złego stanu technicznego pojazdów, nieprawidłowej organizacji procesu trans¬portowego oraz z niedostatecznego zaplecza techniczno-obsługowego i naprawczego, prowadzącego do zbędnych postojów. Zaproponowaną metodę doboru parametrów eksploatacyjnych pojazdów zaprezentowano na elementach modelu programowania dynamicznego z zastosowaniem algorytmów heurystycznych. Kolejny rozdział poświęcony jest problemom związanym z drogowym trans¬portem ładunków niebezpiecznych, a konkretnie materiałów promieniotwórczych, w tym obowiązującym przepisom prawa, na podstawie których organizuje się transport drogowy takich ładunków, klasyfikacji materiałów radioaktywnych i używanych do tego celu pojemników transportowych, charakterystyce najważniejszych zagrożeń stwarzanych przez materiały radioaktywne w trakcie transportu drogowego oraz sposobom ich eliminowania. W monografii przedstawiono również sposób na zmniejszenie wielkości miejsca parkingowego bez obniżenia jego funkcjonalności w założonych warunkach szczególnych oraz analizę systemową czynników wpływających na funkcjonowanie transportu drogowego w zastosowaniu do przewozu produktów rolnych, oszacowano też czynniki mające wpływ na jego efektywność. W publikacji zaprezentowano koncepcję e-roweru jako alternatywnego środka transportu dla osób z niepełnosprawnościami. Omówiono koncepcję roweru dla osób z dysfunkcjami ruchu, którego konstrukcja pozwala na płynne przełączenie trybu jazdy z pojazdu trójkołowego do dwukołowego, dając użytkownikowi możliwość korzystania z zalet klasycznego roweru. Kolejne rozdziały poświęcono innowacyjnym rozwiązaniom w towarowym transporcie lotnicznym, czyli projektowi HUULC (Hydrogen-powered Unmanned Ultra Large Cargo aircraft), który będzie pionierem w zrównoważonym transporcie lotniczym o dużej przepustowości, konkurencyjnym w stosunku do przewozów morskich; zastosowaniu systemów informacji przestrzennej (GIS) w logistyce; racjonalizacji obsługi trans¬portowej w kolejowym transporcie towarowym; koncepcji wyznaczania sygnatur tras wykorzystującej metody sztucznej inteligencji; zagadnieniom transportu kolejowego, a w szczególności stabilności toru bezstykowego oraz przedstawiono fragment prac zmierzających do opracowania koncepcji nowego transportera pływającego dla Sił Zbrojnych.

Od matematyki do programowania. Wszystko, co każdy programista wiedzieć powinien

Wiesław Rychlicki

"Wędrówka do źródła kodu" Popularna definicja programowania określa je jako "proces projektowania, tworzenia, testowania i utrzymywania kodu źródłowego programów komputerowych lub urządzeń mikroprocesorowych".   Wspomniany kod źródłowy może być napisany w różnych językach programowania, z użyciem określonych reguł. Każdy z języków pozwala na wykorzystanie odpowiednich stylów programowania, a wybór konkretnego języka może zależeć od indywidualnych upodobań, polityki firmy lub funkcji, jakie końcowa aplikacja ma realizować. W zasadzie nie istnieje odpowiedź na pytanie, który z języków jest najlepszy. Dlatego w tej książce nie znajdziesz typowego abecadła. Zapoznasz się za to z danym problemem, a następnie programem komputerowym służącym do jego rozwiązania. Jeśli chcesz wreszcie rozpocząć przygodę z programowaniem i nawiązać dialog ze swoim komputerem, ta publikacja jest właśnie dla Ciebie! Różnorodne obliczenia, mniej lub bardziej skomplikowane, znane Ci z lekcji matematyki lub nieznacznie wykraczające poza program nauczania, stanowią tutaj podstawę do zdobywania informacji na temat programowania w wybranych językach. Wybrane zadania zaprezentowane są w popularnych językach programowania: Pascal, C i C++. Stosowane algorytmy wymagają także sięgnięcia po różne funkcje matematyczne, dostępne standardowo w bibliotekach języków programowania oraz konstruowane na podstawie wzorów. Zostań informatycznym poliglotą. Programuj każdego dnia!

Optymalne sterowanie dyskretnymi systemami stochastycznymi

Edward Kozłowski

Teoria sterowania jest to nauka o zasadach i metodach sterowania systemami (obiektami, urządzeniami, procesami). Zadania z teorii sterowania polegają na analizie i modelowaniu matematycznym pewnych systemów oraz konstrukcji algorytmu (regulatora) dla realizacji określonego celu. Do modelowania systemu wykorzystujemy wiedzę z różnych dziedzin nauki: fizyki, techniki, chemii, medycyny, socjologii itp., natomiast do konstrukcji optymalnych sterowań wykorzystywane są narzędzia z matematyki, statystyki, rachunku prawdopodobieństwa.

Podstawy analizy matematycznej. Tom 1. Rachunek różniczkowy

Andrzej M. Kaczyński

W skrypcie przedstawiono podstawowy kurs akademicki analizy matematycznej, obejmujący rachunek różniczkowy i całkowy funkcji jednej i wielu zmiennych rzeczywistych. Przeznaczony jest on dla studentów niematematycznych kierunków studiów (głównie technicznych i ekonomicznych). Skrypt jest wynikiem wieloletnich doświadczeń autora. Podany jest w formie zwięzłej i możliwie przystępnej dla Czytelnika, z wieloma komentarzami oraz wyczuleniem na precyzję sformułowań i logiczne myślenie. Z uwagi na fakt, że skrypt spełnia rolę pomocniczą w dalszym kształceniu, pominięte zostały dowody niektórych twierdzeń, a nacisk położono na praktyczny aspekt opanowania i zrozumienia materiału. Służy temu między innymi odpowiedni dobór i duża liczba przykładów całkowicie rozwiązanych. Z myślą o słabiej przygotowanych studentach lub studiujących samodzielnie, został napisany rozdział wstępny, w którym zamieszczono powtórzenie i uzupełnienie wiadomości ze szkoły średniej, koniecznych do dalszego opanowania materiału. Ze względu na dużą objętość, skrypt został podzielony na dwie części. Niniejsza część I obejmuje rachunek różniczkowy, a następna część II - rachunek całkowy i szeregi.

Podstawy analizy matematycznej. Tom 2. Rachunek całkowy, szeregi

Andrzej M. Kaczyński

Skrypt jest kontynuacją materiału zawartego w tomie 1. Obejmuje dwa działy – rachunek całkowy z elementami teorii pola oraz szeregi liczbowe i funkcyjne.   Wybór i zakres materiału uwzględnia potrzeby wydziałów uczelni technicznych i ekonomicznych. W skrypcie zawarto stosunkowo dużą liczbę przykładów i zadań całkowicie rozwiązanych, ułatwiających zrozumienie materiału teoretycznego. Przeznaczony jest głównie dla studentów studiów dziennych, zaocznych i wieczorowych na tych uczelniach, gdzie matematyka nie jest przedmiotem kierunkowym.

Podstawy dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów

Eugeniusz Łągiewka

Podręcznik zawiera matematyczny opis związków między uporządkowaniem struktury atomowej materiałów a ich obrazami dyfrakcyjnymi uzyskanymi przy pomocy wiązki promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów. W podręczniku zamiarem autora było pokazanie jak w oparciu o podstawowe prawa fizyczne zjawisk rozpraszania i dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów na różnych układach atomów budujących materiał, można dokonać opisu powstawania obrazu dyfrakcyjnego i wyjaśnić związki między jego charakterem a wybranymi parametrami struktury materiału. Zagadnienie to jest obecnie szczególnie istotne, gdy większość obliczeń parametrów struktury materiału prowadzona jest przy pomocy komercyjnych programów komputerowych, które niemal w sposób automatyczny pozwalają na otrzymanie ostatecznych wyników. Nie uwzględnienie w ich interpretacji możliwości i ograniczeń metodycznych oraz aparaturowych, prowadzi często do błędnych danych o strukturze materiału. Jest to szczególnie typowe dla prac młodszych, mniej doświadczonych pracowników laboratoriów, studentów i doktorantów. Podręcznik składa się w zasadzie z trzech części poświęconych kolejno rozpraszaniu i dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów na pojedynczym atomie, układzie atomów o różnej konfiguracji w materiale amorficznym, monokrystalicznym i polikrystalicznym i różnym stopniu uporządkowania. Każda część zawiera geometryczny i analityczny opis obrazu rozpraszania i dyfrakcji w zależności od wybranych parametrów struktury materiału i niektórych jego defektów. Omówiono kinematyczną i dynamiczną teorie rozpraszania, zakresy ich stosowalności oraz zjawiska ekstynkcyjne. Przy omawianiu rozpraszania i dyfrakcji wiązki elektronów uwzględniono efekty zachodzące przy różnej ich energii /elektrony wysoko- i niskoenergetyczne, sprężyście i niesprężyście rozproszone/ oraz ich efekty fizyczne przy przechodzeniu przez materiał lub odbiciu z uwzględnieniem geometrii wiązki. W podręczniku podano podstawy budowy i zasady działania oraz powstawania obrazów w klasycznej mikroskopii elektronowej i wysokorozdzielczej, w wiązce równoległej i zbieżnej, w wiązce transmisyjnej i odbiciowej, a także wykorzystaniu elektronów wstecznie rozproszonych w badaniach powierzchni /LEED, EBSD/. Trzecia część podręcznika poświęcona rozpraszaniu i dyfrakcji neutronów podaje najistotniejsze osobliwości tego zjawiska dla neutronów w porównaniu do promieni rentgenowskich i elektronów. Stanowi ona uzupełnienie dyfrakcyjnych metod badań struktury materiałów. Autor ma nadzieję, że powyższy podręcznik będzie przydatny dla studentów i doktorantów kierunków – inżynierii materiałowej, fizyki ciała stałego, metalurgii, chemii i kierunków pokrewnych, gdzie problemy badań materiałowych są przedmiotem na różnych stopniach kształcenia. Powyższy podręcznik może też być przydatny dla pracowników instytutów badawczych i kadry inżynierskiej ośrodków przemysłowych, którzy w swojej pracy zawodowej spotykają się z problemami podnoszenia jakości wytwarzanych materiałów i produktów.

Podstawy matematyki w data science. Algebra liniowa, rachunek prawdopodobieństwa i statystyka

Thomas Nield

Rosnąca dostępność danych sprawiła, że data science i uczenie maszynowe są powszechnie używane do przeróżnych celów. Równocześnie wiele osób pomija analizy matematyczne przed rozpoczęciem przetwarzania danych. A to wiąże się z ryzykiem popełnienia istotnych błędów już na etapie projektowania danego systemu. Dopiero dogłębne zrozumienie niektórych koncepcji matematycznych i umiejętność ich praktycznego zastosowania sprawia, że kandydat na analityka danych ma szansę osiągnąć poziom profesjonalisty. To książka przeznaczona dla osób, które chcą dobrze zrozumieć matematyczne podstawy nauki o danych i nauczyć się stosowania niektórych koncepcji w praktyce. Wyjaśniono tu takie zagadnienia jak rachunek różniczkowy i całkowy, rachunek prawdopodobieństwa, algebra liniowa i statystyka, pokazano także, w jaki sposób posługiwać się nimi w regresji liniowej, regresji logistycznej i w tworzeniu sieci neuronowych. Poszczególne tematy zostały omówione zrozumiale, przystępnie, bez naukowego żargonu, za to z licznymi praktycznymi przykładami, co dodatkowo ułatwia przyswojenie koncepcji i prawideł matematyki. Opanowanie zawartej tu wiedzy pozwala uniknąć wielu kosztownych błędów projektowych i trafniej wybierać optymalne rozwiązania! Dzięki książce nauczysz się: używać kodu Pythona i jego bibliotek do eksplorowania koncepcji matematycznych posługiwać się regresją liniową i regresją logistyczną opisywać dane metodami statystycznymi i testować hipotezy manipulować wektorami i macierzami łączyć wiedzę matematyczną z użyciem modeli regresji unikać typowych błędów w stosowaniu matematyki w data science Zrozum matematykę i efektywnie używaj danych!

Potęga nieskończoności. Jak rachunek różniczkowy i całkowy odkrywa tajemnice wszechświata

Steven Strogatz

Beststeller w zestawieniu New York Timesa. Książka nominowana do nagrody Naukowa Książka Roku Royal Society za 2019 rok. Bez rachunku różniczkowego i całkowego nie mielibyśmy telefonów komórkowych, telewizji, nawigacji satelitarnej ani badań ultradźwiękami. Nie rozumielibyśmy DNA, nie odkryli Neptuna ani nie nosili pięciu tysięcy piosenek w kieszeniach. Potęga nieskończoności opowiada o tym, jak rachunek różniczkowy i całkowy kusił i zachwycał jego odkrywców, począwszy od swych pierwszych przebłysków w starożytnej Grecji, a kończąc na odkryciu fal grawitacyjnych (zjawiska przez niego przewidzianego). Strogatz ujawnia, jak ta postać matematyki potrafiła sprostać wyzwaniom każdej epoki: wyznaczyć pole koła korzystając jedynie z piasku i patyka; wyjaśnić, dlaczego Mars czasami idzie „do tyłu”; wytworzyć elektryczność za pomocą magnesu; zapewnić, aby rakieta nie ominęła Księżyca; odwrócić losy walki z AIDS. „Wspaniała książka. Szereg inteligentnych i zdumiewających historii, które ukazują, jak rachunek różniczkowy i całkowy przyczynił się do powstania naszego współczesnego świata”. — „The Washington Post”