Standardní matematické softwary
Standard mathematical software
FU:TFADPV013 – Ph.D. FU P0533D110046 TFAD
Garant & vyučující / Guarantor & teacher: doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Informace o kursu ● Výuka ● Literatura ● Odkazy a zdroje ● Často kladené dotazy
Course information ● Tuition ● References ● Links and resources ● FAQ
Informace o kursu / Course information
Cíle / Objectives
CZ: Cílem studia předmětu je rozvinout znalosti programování ve Wolfram Language za účelem tvorby spolehlivých a efektivních programů nebo ucelených programových aplikací pro symbolické i numerické vědecké výpočty v rozmanitých oblastech fyziky a matematického modelování reflektující aktuální stav světových výzkumů. Pro následující akademické roky je jako univerzální matematický jazyk vybrán Wolfram Language implementovaný v systému pro vědecké výpočty Mathematica.
EN: The aim of the course is to develop knowledge of programming in Wolfram Language in order to create reliable and effective programs or comprehensive software applications for symbolic and numerical scientific calculations in various fields of physics and mathematical modeling reflecting the current state of world-class research. For the following academic years, the Wolfram Language implemented in the system for scientific calculation Mathematica is chosen as the universal mathematical language.
Základní obsahová náplň / Basic content
CZ
Principy programování ve Wolfram Language: výrazy, porovnávání výrazů a nahrazovací pravidla, evaluace výrazů.
Elementární operace: symboly a proměnné, dynamické typování, přiřazování, testy rovnosti, logické operátory, podmínky a cykly.
Seznamy: obsah, generování, operace, adresování částí, rozšiřování a zužování, vnořené seznamy, třídění.
Pravidla, vzory a funkce: základy práce s nimi, funkce využívající vzory, definování funkcí, funkce s mnohonásobnou definicí, lokalizace proměnných, funkční atributy.
Funkce a funkcionální programování: základní vestavěné funkce, kombinace funkcionálního a na vzorech založeného přístupu, aplikace funkcí na seznamy.
Numerické výpočty: celá, racionální, reálná a komplexní čísla, základní principy numerických výpočtů v počítačových reálných číslech s kontrolovanou přesností.
Psaní efektivních programů: elementární pravidla, případové studie.
Aplikace a paclety: tvorba a distribuce programových balíčků.
EN
Principles of programming in Wolfram Language (as implemented in Mathematica): expressions, pattern-matching and rule substitutions, expression evaluation.
Elementary operations: symbols and variables, dynamic typing, assignments, equality tests, logical operators, conditions and loops.
Lists: content, generation, operations on lists, addressing parts of lists, extending and pruning, nested lists, sorting.
Rules, patterns and functions: basic operations, using patterns in functions, defining functions, functions with multiple definitions, variable localization, function attributes.
Functions and functional programming: basic built-in functions, mixing functional and rule-based programming paradigm, application of functions on lists.
Numerical computations: integers, rational, real and complex numbers, basic principles of numerical computations in real numbers with controlled precision.
Writing effective programs: elementary rules, case studies.
Applications and paclets: creating a distributing program packages.
Pokročilá obsahová náplň / Advanced content
CZ: Konkrétní pokročilejší partie a jejich obsah jsou vybírány do obsahové náplně předmětu v rámci individuálního studijního plánu tak, aby přímo podporovaly tematické zaměření disertační práce.
EN: Specific more advanced parts and their content are selected into the content of the subject within the individual study plan so as to directly support the thematic focus of the dissertation.
Předpoklady / Prerequisites
CZ: Předpokládají se základní znalosti standardních matematických softwarů.
EN: Basic knowledge of standard mathematical software is expected.
CZ
Výuka probíhá formou samostudia a konzultací. Po předběžné dohodě s doktorandy, kteří mají předmět zapsán, lze zorganizovat výukovou sérii.
V rámci přednášky využívané online materiály naleznete v mém Dropbox cloudu přes zkrácený odkaz
v adresáři StMaSw (případně můžete použít přímý link do StMaSw).
Pro případ mimořádných okolností uvádím odkaz na organizaci online výuky.
EN
Teaching takes place in the form of self-study and consultations. After a preliminary agreement with doctoral students who have enrolled in the course, a teaching series can be organized.
You can find the online materials used in the lecture in my Dropbox cloud via an abbreviated link
in the StMaSw directory (or you can use direct link to StMaSw).
In case of extraordinary circumstances, I provide a link to online learning organization.
Knihy / Books
[Wol99] Wolfram, S.: The Mathematica® Book. 4th Edition. Wolfram Media & Cambridge University Press, 1999. ISBN 0-521-64314-7.
[Rus09] Ruskeepää, H.: Mathematica® Navigator. Mathematics, Statistics, and Graphics. 3rd Edition, Elsevier, 2009. ISBN 978-0-12-374164-6. Available online.
[Wel13] Wellin, P.: Programming with Mathematica® : An Introduction. Cambridge University Press, 2013. ISBN 978-1-107-00946-2.
[Wel16] Wellin, P.: Essentials of Programming in Mathematica® , Cambridge University Press, 2016. ISBN 978-1-107-11666-5. Available via https://doi.org/10.1017/CBO9781316337738.
Online materiály / Online materials
[WLSDC] Wolfram Language & System Documentation Center. Available online via https://reference.wolfram.com/language. (The same documentation, plus interactive features, is part of the Mathematica installation that students will be equipped with.)
[Shi09] Shifrin, L.: Mathematica Programming – An Advanced Introduction. 2009, dostupné online z https://www.mathprogramming-intro.org.
Odkazy a zdroje / Links and resources
Institute of Physics in Opava Site License page Wolfram Mathematica
How do I uninstall Mathematica?
Tables of functions and integrals "Abramowitz–Stegun online": The NIST Digital Library of Mathematical Functions.
Tables of functions, integrals and series “Gradshteyn–Ryzhik online”: Table of Integrals, Series, and Products.
Často kladené dotazy / Frequently asked questions
—