Selected Model Based Architectures and Algorithms for Learning, Signal Processing and Optimization

Książka ta różni się od znanych na polskim rynku pozycji poświęconych algorytmice, dotyczy bowiem jej strony praktycznej. Taki sposób potraktowania tego działu informatyki wynika z coraz większego zainteresowania zarówno uczniów, jak i studentów udziałem w różnego rodzaju konkursach programistycznych.

Czytelnik znajdzie w niej przegląd implementacji podstawowych algorytmów i struktur danych, które można zastosować bezpośrednio bądź zaadaptować w prosty sposób przy rozwiązywaniu zadań konkursowych. Fundamentem książki jest biblioteczka algorytmiczna, która była tworzona i rozbudowywana podczas przygotowań zespołu Warsaw Predators z Uniwersytetu Warszawskiego do reprezentowania tej uczelni na międzynarodowych zawodach.

Na niepowtarzalny charakter książki składają się następujące elementy:
* prezentacja wszystkich ważniejszych z punktu widzenia konkursów działów algorytmiki;
* intuicyjne podejście do przedstawianych zagadnień algorytmicznych;
* zwięzła, efektywna implementacja omawianych algorytmów w języku C++;
* liczne przykładowe zadania konkursowe wraz ze wskazówkami stopniowo nakierowującymi na właściwe rozwiązanie zadania, a także z adresem strony internetowej, na której można znaleźć programy stanowiące rozwiązania tych zadań;
* tematyczne wykazy zadań z całego świata z możliwością testowania ich rozwiązań na stronach internetowych konkursów;
* odsyłacze do literatury umożliwiającej szczegółowe poznanie opisywanych zagadnień od strony teoretycznej;
* cenne rady dotyczące strategii uczestnictwa w konkursach.

Po pracę tę powinna sięgnąć każda osoba pragnąca doskonalić swoje umiejętności algorytmiczne i programistyczne.

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

Niektórzy twierdzą, że kiedyś po ukończeniu dobrej szkoły nie było potrzeby, by się dalej uczyć. Dziś każdy informatyk albo programista, który chce sobie zagwarantować dobrą posadę, musi przyjąć postawę zawsze się uczę. Jeśli nie masz za sobą studiów informatycznych, ale bardzo chcesz pracować jako inżynier oprogramowania, musisz poznać podstawy informatyki, jakimi są struktury danych i algorytmika. Znajomość tych zagadnień jest potrzebna każdemu programiście!
Ta książka jest kontynuacją bestsellera Programista samouk. Dzięki niej zrozumiesz najważniejsze koncepcje związane z różnymi algorytmami i strukturami danych, a to z kolei pozwoli Ci na profesjonalne podejście do tworzenia kodu. Przystępnie opisano tu różne algorytmy, w tym wyszukiwania liniowego i binarnego, a także służące do pracy na ciągach znaków i do wykonywania obliczeń. Zaprezentowano również najważniejsze struktury danych, w tym tablice, listy połączone, tablice mieszające, drzewa i wiele innych. Poszczególne zagadnienia zostały pokazane od strony praktycznej, co sprawi, że bez trudu zastosujesz zdobytą wiedzę w codziennej pracy. W efekcie lektury poszerzysz swoje umiejętności, a jeśli zechcesz, przygotujesz się do kariery skutecznego programisty - nawet jeśli nie masz dyplomu inżyniera!
W książce między innymi:
* algorytm i związane z nim pojęcia
* rekurencja i jej zastosowanie
* działanie najważniejszych algorytmów
* listy, stosy i kolejki
* drzewa binarne, kopce binarne i grafy
Możesz zostać profesjonalnym informatykiem!

Preface
Acknowledgements
List of abbreviations
1. Introduction
2. Parallelization of the objective function calculation
3. Parallel estimation of the objective function value
4. Parallel patterns determination
5. Parallel minimal cycle time determination
6. First parallel cost function computation on GPU
7. Parallel graph and neighborhood generation
8. Parallel tabu search algorithm with uncertain data
9. Parallel tabu search algorith on multi-GPU
10. Parallel neuro-tabu search algorithm
11. Conclucions
12. List of Tables
13. List of Figures
14. List of Algorithms
Index

Nowe wydanie najlepszego na świecie podręcznika z dziedziny algorytmów i struktur danych. Omówiono w nim metody matematyczne stosowane do analizy algorytmów, sortowanie i statystyki pozycyjne, struktury danych, podstawowe metody projektowania efektywnych algorytmów. Dużo miejsca poświęcono złożonym strukturom danych i podstawowym algorytmom grafowym. W nowym wydaniu znajdziesz: - nowe rozdziały dotyczące dopasowania w grafach dwudzielnych, algorytmów online i uczenia maszynowego, - zaktualizowany materiał dotyczący rozwiązywania równań rekurencyjnych, tablic z haszowaniem, potencjalnych funkcji i tablic sufiksów, - 140 nowych ćwiczeń i 22 nowe problemy do rozwiązania. Poszczególne części książki to materiał dydaktyczny do wielu przedmiotów informatycznych, takich jak: matematyka dyskretna, kombinatoryka, algorytmy i struktury danych, teoria grafów, metody programowania. Publikacja jest niezbędnym źródłem wiedzy dla wszystkich, którzy chcą zajmować się projektowaniem i programowaniem systemów informatycznych.