Analiza danych w naukach ścisłych i technice

SPIS TREŚCI

Wstęp

1. Wybrane zagadnienia z zakresu inteligencji obliczeniowej dla rozproszonych środowisk sieciowych

1.1. Sztuczne sieci neuronowe i sieci o radialnych funkcjach bazowych
1.2. Teoria zbiorów i systemów rozmytych
1.3. Algorytmy ewolucyjne
1.4. Podsumowanie

2. Zagadnienie komunikacji czasu rzeczywistego w rozproszonym środowisku sieciowym

2.1. Wprowadzenie z zakresu komunikacji czasu rzeczywistego w rozproszonym środowisku sieciowym
2.2. Analiza dostępnych metod komunikacji czasu rzeczywistego
2.3. Algorytm komunikacji czasu rzeczywistego o wysokiej przepustowości i krótki czasie reakcji
2.4. Analiza wydajności proponowanego rozwiązania
2.5. Podsumowanie

3. Metoda modelowania rozmytego i sprzętowej implementacji składowych rozproszonych środowiska sieciowego

3.1. Wprowadzenie z zakresu modelowania nieliniowych obiektów dynamicznych
3.2. Emulatory obiektów pracujących w środowisku rozproszonym
3.3. Metoda modelowania rozmytego nieliniowych obiektów dynamicznych
3.4. Implementacja w technologii FPGA wybranej klasy struktur rozmytych
3.5. Metoda sprzętowej implementacji w technologii FRGA inteligentnego emulatora nieliniowych obiektów dynamicznych
3.6. Podsumowanie

4. Inteligentne wsparcie działania składowych rozproszonego środowiska sieciowego

4.1. Wprowadzenie z zakresu generacji trajektorii referencyjnych dla obrabiarek numerycznych
4.2. Algorytm generatora gładkiej trajektorii ruchu bazujący na metodach inteligencji obliczeniowej
4.3. System rozmyto-neuronowy w generacji trajektorii gładkich
4.4. Wyniki badań eksperymentalnych
4.5. Podsumowanie

5. Projektowanie składowych rozproszonych środowiska sieciowego z wykorzystaniem podejścia ewolucyjnego

5.1. Wprowadzenie z zakresu projektowania układów regulacji automatycznej
5.2. Ewolucyjny algorytm optymalizacji wielokryterialnej systemów sterowania
5.3. Podsumowanie

6. Podsumowanie i uwagi końcowe
Literatura

1. Wprowadzenie

1.1. Sterownie procesami deskryptorowymi
1.2. Układy różniczkowo-algebraiczne w teorii sterowania
1.3. Różniczkowo-algebraiczne równania Eulera-Lagrange'a
1.4. Właściwości i klasyfikacja układów deskryptorowych
1.5. Złożone procesy technologiczne
1.6. Przykłady procesów wielostadialnych
1.7. Nowe rezultaty

2. Wstępna analiza procesu

2.1. Motywacja
2.2. Analiza procesów jednoetapowych
2.3. Nowe rezultaty
2.4. Indeks procesu jednostadialnego
2.5. Analiza procesów wielostadialnych
2.6. Nowe rezultaty

3. Zadanie sterowania optymalnego a zadanie optymalizacji

3.1. Motywacja
3.2. Metoda strzałów i dwu-punktowe zagadnienie brzegowe
3.3. Metoda strzałów wielopunktowych
3.4. Parametryzacja funkcji sterującej
3.5. Bezpośrednia metoda strzałów
3.6. Podejście sekwencyjne
3.7. Rozwiązywanie równań deskryptorowych

4. Nowe algorytmy sterowania optymalnego

4.1. Pełna parametryzacja zdania sterowania
4.2. Zadanie optymalizacji z ograniczeniami ciągło-punktowymi
4.3. Podejście sekwencyjno-kolokacyjne
4.4. Konieczne warunki optymalności
4.5. Właściwości nowego algorytmu

5. Wyniki symulacji komputerowych

5.1. Sterowanie reaktorem kinetycznym
5.2. Lądowanie samolotu przerwane przez uskok wiatru

6. Podsumowanie

The book is a collection of scientific works presenting the diversity of research
conducted in the discipline of Technical Computer Science by researchers from
Wrocław University of Science and Technology. It aims to familiarize the wider academic
community with the profile of research undertaken in the face of contemporary
challenges of the model-based architectures construction as well as information processing
algorithms.

SPIS TREŚCI

Dedykacja
1. Wprowadzenie
1.1. Podstawowe oznaczenia
2. Wielosinusoidalne procesy losowe
2.1. Skalarny wielosinusoidalny proces losowy
2.2. Wektorowe ortogonalne procesy losowe
2.3. Nieergodyczny wektorowy nieortogonalny wielosinusoidalny proces losowy
2.4. Synteza i symulacja
3. Wielosinusoidalne procesy losowe o zadanych własnościach widmowych
3.1. Synteza procesów losowych
3.2. Własności asymptotyczne
3.3. Generacja procesów losowych z czasem ciągłym
4. Wielosinusoidalne aproksymacje białego szumu
4.1. Definicja białego szumu
4.2. Skalarny biały szum
4.3. Wektorowy biały szum
5. Transformacja wielosinusoidalna
5.1. Definicja i własności
5.2. Generacja liczb losowych o rozkładzie jednostajnym
5.3. Generacja realizacji wielosinusoidalnych procesów losowych
6. Wielosinusoidalny generator liczb losowych
6.1. Definicja generatora
6.2. Własności generatora
6.3. Generacja binarnych sekwencji losowych
6.4. Uwagi implementacyjne
7. Identyfikacja modeli dynamicznych obiektów wielowejściowych
7.1. Sformułowanie problemu identyfikacji
7.2. Błąd identyfikacji dla doświadczalnego estymatora transmitacji
7.3. Identyfikacja charakterystyk amplitudowo-fazowych obiektów wielowejściowych
7.4. Synteza optymalnego sygnału pobudzającego
8. Nieliniowe transformacje wielosinusoidalnych procesów losowych
8.1. Systemy nieliniowe pobudzane wielosinusoidalnymi procesami losowymi
8.2. Identyfikacja modeli
8.3. Zastosowania
9. Identyfikacja modeli dynamicznych z czasem ciągłym
9.1. Sformułowanie problemu
9.2. Nowe spojrzenie na zjawisko stroboskopowe
9.3. Sygnał pobudzający
9.4. Eksperyment identyfikacyjny i wstępne przetwarzanie danych
9.5. Estymacja charakterystyki amplitudowo-fazowej
9.6. Estymacja parametrów transmitancji operatorowej
10. Szyfrowanie danych
10.1. Idea metody
10.2. Algorytm szyfrowania
10.3. Algorytm deszyfrowania
10.4. Rozszerzenie metody
10.5. Odporność szyfrogramów na zakłócenia

Bibliografia

Celem monografii jest przedstawienie teoretycznych i narzędziowych zagadnień podstaw informatyki. Składa się ona z siedmiu rozdziałów. W rozdziale pierwszym Autor przedstawia podstawy przetwarzania informacji, w tym pojęcie algorytmu, jego dokładność i główne formy. Rozdział drugi omawia modele obliczeń, bazujące na modelu maszyny Turinga. Rozdział trzeci jest poświęcony złożoności obliczeniowej algorytmów. Następny rozdział przedstawia metody definiowania i rozpoznawania wzorców znakowych, w tym automaty skończone, wyrażenia regularne i gramatyki formalne. Rozdział piąty omawia obliczenia równoległe i ich algorytmy. Natomiast rozdział szósty prezentuje obliczenia kwantowe. W ostatnim rozdziale zawarte jest wprowadzenie do algorytmicznej teorii informacji, w tym związki entropii z jakością kodowania.

Książka jest rozbudowanym zapisem wykładów prowadzonych przez autora w ramach przedmiotu Podstawy Informatyki. Zawiera informacje potrzebne studentom kierunków nie związanych z informatyką, zwłaszcza inżynierom wszelkich specjalności. Nacisk położono na kodowanie informacji - zapis znaków, liczb i innych niezbędnych danych zapisywanych w postaci cyfrowej. Przedstawiono też podstawy bezpieczeństwa i szyfrowania danych.

Druga część książki poświęcona jest algorytmom oraz ich budowie i stosowanym sposobom zapisu. Omówiono także podstawy programowania i przejście pomiędzy algorytmem a programem. Książkę kończą rozdział poświęcony zagadnieniom prawnym i społecznym korzystania z komputerów oraz dodatki zawierające zadania i ćwiczenia.

Obecnie wydanie 2022/23 zostało uaktualnione i uzupełnione.

Dr inż. Witold Sikorski od wielu lat wykłada przedmioty informatyczne na wydziale Inżynierii Budowlanej, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Prowadził różne wykłady, w tym z podstaw informatyki, podstaw programowania, administracji i zarządzania systemami komputerowymi oraz bezpieczeństwa informacji. Jest autorem wielu książek oraz podręczników szkolnych i akademickich.