Tag Archives: khoa học

Nhập môn Vật lý tính toán

Dịch từ quyển sách “Introduction to Computational Physics” của Richard Fitzpatrick, GS Trường UT Austin. Dành cho người tự học và sinh viên các trường. Không dùng cho mục đích kinh doanh.

Mục lục

Chương 1: Giới thiệu chung
Chương 2: Lập trình khoa học bằng ngôn ngữ C
Chương 3: Tích phân của các PVT (Phần 1, Phần 2)
Chương 4: Con lắc hỗn loạn (Phần 1, Phần 2)
Chương 5: Phương trình Poisson (Phần 1, Phần 2)
Chương 6: Phương trình khuếch tán
Chương 7: Phương trình sóng (Phần 1, Phần 2)
Chương 8: Chương trình tính dùng phương pháp hạt-trong-ô
Chương 9: Phương pháp Monte-Carlo (Phần 1, Phần 2)

Tiếp tục đọc

Advertisements

13 phản hồi

Filed under Vật lý tính toán

Chương 4: Tầm nhìn năm 2020 về hải dương học

Trở về Mục lục cuốn sách

John R. Delaney | University of Washington
Roger S. Barga | Microsoft Research

Đại dương là lớp bảo vệ cuối cùng trên bề mặt Trái đất. Che phủ tới 70 phần trăm bề mặt hành tinh chúng ta, nó là quyển lớn nhất và phức tạp nhất mà con người biết đến. Đại dương là một kho chứa nhiệt và hóa chất khổng lồ, luôn hoạt động. Nó thực sự là “cỗ máy” điều khiển hệ thống thời tiết–khí hậu khắp đại dương và lục địa, trực tiếp ảnh hưởng đến sản xuất thực phẩm, hạn hán và lũ lụt trên đất liền. Nước cũng là màng chắn bức xạ điện từ khá tốt, vì vậy ta không dò được hết địa hình đáy biển như đã làm được đối với bề mặt của Sao Hỏa và Sao Kim. Và mặc dù mối liên hệ về không gian nội trong lòng đại dương đã được bước đầu được tìm hiểu song những biến động dài và ngắn hạn cùng những phức tạp trong động lực biển vẫn chưa được hiểu rõ. Tiếp tục đọc

%(count) bình luận

Filed under Mẫu hình IV

Chương 3: Định nghĩa lại sinh thái học có sử dụng dữ liệu

Trở về Mục lục cuốn sách

James R. Hunt | University of California, Berkeley and the Berkeley Water Center
Dennis D. Baldocchi | University of California, Berkeley
Catharine van Ingen | Microsoft Research

Sinh thái học là ngành nghiên cứu về sự sống và tương tác của nó với môi trường vật lý xung quanh. Vì tình hình biến đổi khí hậu yêu cầu sự thích nghi nhanh chóng, nên các công cụ phân tích mới đóng vai trò thiết yếu để định lượng những thay đổi đó trong số những biến động tự nhiên vốn có. Sinh thái là ngành khoa học trong đó nghiên cứu thường được thực hiện bởi nhóm nhỏ các cá nhân, với dữ liệu ghi chép trong sổ tay. Nhưng ngày nay các nghiên cứu tổng hợp cỡ lớn đang được nỗ lực thực hiện bởi sự hợp tác giữa hàng trăm nhà khoa học. Những nỗ lực lớn hơn này là rất cần thiết vì hiện giờ có hai sự phát triển: một là khoa học được thực hiện bằng cách nào, và hai là những câu hỏi về quản lý tài nguyên được đặt ra. Dù những nghiên cứu tổng hợp có sự hợp tác vẫn còn đang trong giai đoạn hình thành nhưng tầm quan trọng ngày càng tăng của chúng đã rõ ràng. Sự hỗ trợ của máy tính luôn gắn liền với những hình thức hợp tác như vậy và là then chốt đối với quá trình nghiên cứu. Tiếp tục đọc

%(count) bình luận

Filed under Mẫu hình IV

Phần I: Trái đất và môi trường

Trở về Mục lục cuốn sách

Trái đất & Môi trường

Lời giới thiệu

Dan Fay | Microsoft Research

Sự thay đổi là không thể tránh khỏi—vũ trụ nở rộng, giới tự nhiên tiến hóa và phát triển, và vì vậy những công cụ khoa học và kĩ thuật ta dùng cũng phải phát triển theo, để đáp ứng được công cuộc truy tìm không khoan nhượng những kiến thức khoa học sâu xa hơn về không gian, Trái đất, và môi trường. Vận hội và thử thách đặt ra là rất nhiều. Những công nghệ tính toán mới như điện toán đám mây và bộ vi xử lý nhiều lõi, dưới hình thức chung, đều không đủ cung cấp một giải pháp tổng thể. Nhưng sự áp dụng đúng thời điểm và hiệu quả của những công nghệ như vậy có thể giúp ta có bước tiến đáng kể về tầm hiểu biết đối với thế giới, bao gồm các thử thách về môi trường, và cách thức ứng phó với chúng. Tiếp tục đọc

%(count) bình luận

Filed under Mẫu hình IV

Jim Gray nói về eScience: một phương pháp khoa học qua chuyển đổi

Trở về Mục lục cuốn sách

Dựa trên băng ghi lại bài thuyết trình của Jim Gray trước NRC_CSTB1 tại Mountain View, CA, ngày 11/1/20072

Biên tập: Tony Hey, Steward Tansley, và Kristin Tolle | Microsoft Research

Chúng ta cần phải thực hiện tốt hơn công việc tạo ra các công cụ hỗ trợ cho toàn bộ quá trình nghiên cứu—từ thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu đến phân tích và hiển thị dữ liệu. Ngày nay, các công cụ để thu thập dữ liệu, kể cả vĩ mô và vi mô đều tuyệt vời. Sau khi thu thập dữ liệu, bạn cần xử lý nó trước khi có thể làm bất kì việc phân tích dữ liệu nào; và chúng ta đang thiếu những công cụ tiện dụng cho cả việc xử lý lẫn phân tích dữ liệu. Sau đó là đến xuất bản các kết quả trong công trình nghiên cứu của bạn, mà những tài liệu đã được công bố chỉ là phần nổi của tảng băng dữ liệu mà thôi. Nói vậy, ý của tôi là chúng ta thu thập rất nhiều dữ liệu rồi chiết xuất thành một vài cột trên trang báo Science hoặc Nature—hoặc thành 10 trang, nếu đó là một bài do người làm khoa học máy tính viết. Vậy tôi nói “tảng băng dữ liệu” nghĩa là có rất nhiều dữ liệu được thu thập nhưng không được xử lý hay xuất bản theo cách có hệ thống. Vẫn có những ngoại lệ, và tôi nghĩ rằng những trường này là nơi thích hợp để ta tìm ra những kinh nghiệm hay. Tôi sẽ nói về cách mà toàn bộ quá trình bình duyệt cần phải thay đổi và cách mà trong đó, tôi nghĩ rằng nó đang thay đổi cùng những việc mà CSTB có thể làm để giúp tất cả chúng ta truy cập được đến việc nghiên cứu của bản thân.

Tiếp tục đọc

%(count) bình luận

Filed under Mẫu hình IV

Chương 12: Bây giờ véc-tơ mới thật là véc-tơ

Trở về Mục lục cuốn sách

Véc-tơ là gì?

Từ “véc-tơ” có thể mang những nghĩa khác nhau đối với từng người. Trong MATLAB, véc-tơ là một ma trận chỉ có một hàng, hoặc một cột. Cho đến giờ, ta đã dùng các véc-tơ của MATLAB để biểu diễn:

dãy:
Dãy là một tập hợp các giá trị được nhận diện bởi các chỉ số nguyên; theo cách làm tự nhiên ta có thể lưu các phần tử của dãy như những phần tử của một véc-tơ trong MATLAB.

véc-tơ trạng thái:
Véc-tơ trạng thái là một tập hợp các giá trị để mô tả trạng thái của một hệ vật lý. Khi gọi ode45, bạn cho nó các điều kiện ban đầu dưới dạng một véc-tơ trạng thái. Sau đó, khi ode45 gọi hàm tốc độ mà bạn lập nên, nó sẽ trả kết quả là một véc-tơ trạng thái khác.

ánh xạ rời rạc:
Nếu có trong tay hai véc-tơ cùng độ dài, bạn có thể hình dung chúng như một phép ánh xạ từ những phần tử của một véc-tơ này sang các phần tử thuộc véc-tơ kia. Chẳng hạn, ở Mục {Chuột}, kết quả thu được từ ode45 là các véc-tơ, TY; chúng biểu diễn một phép ánh xạ từ các giá trị thời gian của T sang các giá trị số lượng chuột có trong Y.

Trong chương này ta sẽ xét đến một công dụng khác của véc-tơ trong MATLAB: để biểu diễn các véc-tơ không gian. Một véc-tơ không gian là một giá trị nhằm biểu diễn một đại lượng vật lý nhiều chiều, như vị trí, vận tốc, gia tốc, hoặc lực1. Tiếp tục đọc

8 phản hồi

Filed under Mô hình hóa, Sách

Mẫu hình thứ tư: Khám phá khoa học thiên về dữ liệu

4th-paradigm

The Fourth Paradigm: Data-Intensive Scientific Discovery

Cuốn sách này trình bày tầm nhìn mở rộng đầu tiên về lĩnh vực mới xuất hiện: khoa học thiên về dữ liệu, với mục đích tạo ảnh hưởng đến cộng đồng khoa học và điện toán toàn thế giới, đồng thời động viên thế hệ các nhà khoa học kế tiếp. Các bước đột phá trong khoa học sẽ ngày càng được tiếp sức bởi khả năng tính toán tiến bộ, giúp cho nhà nghiên cứu xử lý và khám phá những bộ số liệu khổng lồ. Tốc độ tiến bước của bất kì ngành khoa học nào cũng sẽ phụ thuộc vào việc liệu các nhà nghiên cứu hợp tác với nhau, và với các chuyên gia công nghệ hiệu quả đến mức nào, trong các lĩnh vực của khoa học điện toán (eScience) chẳng hạn như các công nghệ cơ sở dữ liệu, quản lý quy trình làm việc, hiển thị số liệu, và điện toán đám mây. Tập hợp các bài viết này sẽ tiếp tục mở rộng tầm nhìn đề xuất bởi nhà khoa học máy tính tiên phong, Jim Gray, về một mẫu hình mới, mẫu hình thứ tư về khám phá dựa trên khoa học thiên về dữ liệu và đề xuất chi tiết cách thức làm hiện thực lý thuyết này. (Lời giới thiệu từ Amazon.com)

Bài viết phát hành theo giấy phép Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Bạn có thể phân phối lại và sửa đổi, miễn là ghi nguồn.

Mục lục

Mở đầu: Jim Gray nói về eScience: Một phương pháp khoa học qua chuyển đổi
Phần I: Trái Đất và môi trường
Chương 1: Định luật Gray: tính toán khoa học lấy cơ sở dữ liệu làm trung tâm
Chương 2: Ngành khoa học mới bắt nguồn từ những ứng dụng trong lĩnh vực môi trường
Chương 3: Định nghĩa lại sinh thái học có sử dụng dữ liệu
Chương 4: Tầm nhìn năm 2020 về hải dương học
Chương 5: Kéo bầu trời đêm lại gần hơn: khám phá từ dòng lũ dữ liệu
Chương 6: Lập thiết bị đo đạc Trái đất: khoa học môi trường và các đầu đo thế hệ kế mới

Tiếp tục đọc

8 phản hồi

Filed under Mẫu hình IV

Chương 2: Lập trình khoa học bằng ngôn ngữ C

Trở về Mục lục cuốn sách

Giới thiệu chung

Như ta đã đề cập trước đây, C là một ngôn ngữ lập trình bậc cao linh động, và rất mạnh, được thiết kế với mục đích ban đầu là viết các hệ điều hành và các chương trình ứng dụng hệ thống. Thực ra, toàn bộ các hệ điều hành gốc UNIX, cũng như phần lớn các ứng dụng của UNIX như trình soạn thảo văn bản, trình quản lý cửa sổ, v.v. đều được viết bằng C. Tuy nhiên, C cũng là một phương tiện rất tốt để lập trình khoa học, vì theo yêu cầu tự nhiên, một ngôn ngữ lập trình khoa học tốt phải mạnh, có tính linh hoạt, và là ngôn ngữ bậc cao. Song cũng có nhiều đặc điểm của C vốn khiến cho nhà khoa học máy tính hứng thú lại không liên quan đến yêu cầu của nhà lập trình khoa học. Vì vậy, tiếp sau đây ta chỉ đề cập đến một phần của C mà thực sự cần thiết cho chương trình khoa học. Có thể tranh luận rằng phiên bản rút gọn này của C giống FORTRAN một cách đáng ngờ. Nhưng sự giống nhau này không đáng ngạc nhiên. Hơn hết, FORTRAN là một ngôn ngữ lập trình bậc cao được thiết kế dành riêng cho tính toán khoa học. Tiếp tục đọc

2 phản hồi

Filed under Tin học, Vật lý tính toán