ME536:非线性系统动力学详细教学大纲(核心课程) MH503:高等工程数学(3-0-0-6)先修课程 NIL 线性代数:矩阵代数;基础、维度和基本子空间;通过直接方法求解 Ax = b;正交性和 QR 变换;特征值和特征向量、相似变换、奇异值分解、傅里叶级数、傅里叶变换、FFT。向量代数与微积分:基本向量代数;曲线;梯度、除数、旋度;线、表面和体积积分、格林定理、斯托克斯定理、高斯散度定理。微分方程:ODE:齐次和非齐次方程、Wronskian、拉普拉斯变换、级数解、弗罗贝尼乌斯方法、Sturm-Liouville 问题、贝塞尔和勒让德方程、积分
向量微积分:回顾向量代数的概念、标量和向量函数、梯度散度和旋度、方向导数、保守向量场、无旋函数和螺线函数。线积分、线积分的路径独立性、曲面积分的概念、格林定理、斯托克斯定理和散度定理。
目录:第一单元:代数、向量和几何;第一章:方程的解;第二章:线性代数:行列式、矩阵;第三章:向量代数与立体几何;第二单元:微积分;第四章:微分学及其应用;第五章:偏微分及其应用;第六章:积分学及其应用;第七章:多重积分和 Beta、Gamma 函数;第八章:向量微积分及其应用;第三单元:级数;第九章:无穷级数;第十章:傅里叶级数;第四单元:微分方程;第十一章:一阶微分方程;第十二章:一阶微分方程的应用;第十三章:线性微分方程;第十四章:线性微分方程的应用;第十五章:其他类型的微分方程;第 16 章:微分方程和特殊函数的级数解;第 17 章:偏微分方程;第 18 章:偏微分方程的应用;第五单元:复分析;第 19 章:复数和函数;第 20 章:复函数微积分;第六单元:变换;第 21 章:拉普拉斯变换;第 22 章:傅里叶变换;第 23 章:Z 变换;第七单元:数值技术;第 24 章:经验定律和曲线拟合;第 25 章:统计方法;第 26 章:概率和分布;第 27 章:抽样和推断;第 28 章:方程的数值解;第 29 章:有限积分
生物计算系统以准确性换取效率。因此,降低人工智能系统能耗的一种解决方案是采用本质上对不确定性具有鲁棒性的计算方法。超维计算 (HDC) 就是这样一个框架,它基于这样的观察:人类记忆、感知和认知的关键方面可以通过由高维二进制向量(称为超向量)组成的超维空间的数学特性来解释。超向量定义为具有独立且相同分布 (iid) 分量 1 的 d 维(其中 d ≥ 1,000)(伪)随机向量。当维数为数千时,存在大量准正交超向量。这允许 HDC 使用明确定义的向量空间运算将这些超向量组合成新的超向量,这些运算的定义使得生成的超向量是唯一的,并且具有相同的维数。可以在丰富的超向量代数上构建强大的计算系统 2 。超向量上的群、环和域成为底层计算结构,而排列、映射和逆则是原始计算操作。近年来,HDC 被广泛应用于机器学习、认知计算、机器人和传统计算等各个领域。它在涉及时间模式的机器学习应用中显示出巨大的潜力,例如文本分类 3 、生物医学信号处理 4、5 、多模态传感器融合 6 和分布式传感器 7、8 。HDC 的一个关键优势是训练算法只需一次或几次即可完成:也就是说,对象类别是从一个或几个示例中学习到的,并且只需对训练数据进行一次传递,而不是经过多次迭代。在突出的机器学习应用中,与支持向量机 (SVM) 4 、极端梯度提升 9 和卷积神经网络 (CNN) 10 相比,HDC 以更少的训练示例实现了相似或更高的准确率,与 SVM 11、CNN 和长短期记忆 5 相比,在嵌入式 CPU/GPU 上的执行能耗更低。HDC 在认知计算中的应用包括解决瑞文渐进矩阵 12 、蜜蜂概念学习的功能模仿 13 和类比