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计算理论课件01

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[课件]智能计算理论PPT

[课件]智能计算理论PPT
符号主义认为人工智能源于数理逻辑。数理逻辑从19世 纪末起得以迅速发展，到20世纪30年代开始用于描述智 能行为。计算机出现后，又在计算机上实现了逻辑演绎 系统。其有代表性的成果为启发式程序逻辑理论家，证 明了38条数学定理，代表了可以应用计算机研究人的思 维形成，模拟人类智能活动。
陕西师范大学 计算机科学学院 9
陕西师范大学 计算机科学学院 14
2018/12/9
从符号主义到连接主义：行为主义

行为主义(actionism)，又称为进化主义(evolutionism)或 控制论学派(cyberneticsism)，其原理为控制论及感知-动 作型控制系统。 行为主义认为人工智能源于控制论。控制论思想早在20 世纪40~50年代就成为时代思潮的重要部分，影响了早 期的人工智能工作者。维纳(Wiener)和麦克洛克 (McCulloch)等人提出的控制论和自组织系统以及钱学 森等人提出的工程控制论和生物控制论，影响了许多领 域。控制论把神经系统的工作原理与信息理论、控制理 论、逻辑以及计算机联系起来。
陕西师范大学 计算机科学学院 10

2018/12/9
从符号主义到连结主义：符号主义

符号主义者，在1956年首先采用“人工智能”这个术语。 后来又发展了启发式算法->专家系统->知识工程理论与 技术，并在20世纪80年代取得很大发展。符号主义曾长 期一枝独秀，为人工智能的发展作出重要贡献，尤其是 专家系统的成功开发与应用，为人工智能走向工程应用 和实现理论联系实际具有特别重要的意义。在人工智能 的其他学派出现之后，符号主义仍然是人工智能的主流 派别。这个学派的代表人物有纽厄尔(Newell)、西蒙 (Simon)和尼尔逊(Nilsson)等。

《计算方法》PPT课件

《计算方法》PPT课件

就可以得到一个递推公式
uk uk1x ank ,
k=1,2, …,n (1.3)
这样的计算过程只需要计算n次乘法和n次加法。 这种算法和上一种算法相比，不仅逻辑结构简单， 而且计算也明显地减少了。多项式求值的这种算法 称为秦九韶算法（计算框图见图1.2)。
2020/12/7
.
10
1.2 误差的来源及其基本概念
5
2020/. 12/7
5.
⒊得不到准确解时，设法得到近似解
例：求 x a, a 已0知数。
由数学中的极限理论可知，
当lim n
xn
x时（，极限存在）
有：lim n
xn1
lim
n
1 2
( xn
a xn
)
即x 1 ( x a )
2
x
于是 x2 a, a 0, x a
又∵n只能有限，∴x是近似值。
2020/12/7
.
6
在计算方法中，我们还将讨论： ⒋解的特性（近似程度，敛散性） ⒌各种方法的优缺点（速度，存储量） ⒍各种方法的实用范围（收敛范围）
7
2020/. 12/7
7.
⑵ 一个好的方法应具有如下特点：
第一，面向计算机，要根据计算机特点提供实际可行的 有效算法，即算法只能包括加、减、乘、除运算和逻辑运 算，是计算机能直接处理的。
计算方法
1
1.1 计算方法研究的对象和特点
计算方法实际上就是计算机上使用的数值计算方法，所 以这门课程又称为数值计算方法或数值分析。它是专门研究 求解各种数学问题的数值计算方法。现在，由于大多数科学 计算都比较复杂，人工计算无法完成；而计算机科学的迅速 发展和广泛应用提供了解决这些复杂问题的新途径。

弹性地基梁计算理论及算例讲义课件

弹性地基梁计算理论及算例讲义课件
态，选取坐标系xoy，外荷载，地 基反力，梁截面内力及变形正负
号规定如右图所示。
学习交流PPT
9
图3.3 弹性地基梁的微元分析
1.弹性地基梁的挠度曲线微分方程式
为建立 y x 应满足的挠曲微分方程，在梁中截取一微段 d x ，考察该段
的平衡有：
Y 0, 得：
Q (Q d)Q ky q d (x)d x x 0
pi
bk
4 x xp
p
2 2 pi bk
3
x
x
p
x
xp
M
p
pi 2
2 x xp
Q p pi 1 x x p
（3.21）
当 xxp时，取特解项为零。
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22
4. 弹性地基梁挠曲微分方程的特解
2、集中力偶mi作用的特解项。
由pi作用下特解项的推导结果可知， 挠度附加项形式与初参数Q。作用下的挠 度相同，只是坐标起点与符号不同。同理， 在集中力偶mi作用下挠度附加项与初参 数M。作用下挠度也具有相同的形式，如 图3.6所示，Mo=Mi，故有
中有两个参数可由原点端的两个边界条件直接求出，另 两个待定初参数由另一端的边界条件来确定。这样就使 确定参数的工作得到了简化。表3.1列出了实际工程中 常遇到的支座形式反荷载作用下梁端参数的值。
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18
3. 初参数解
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4. 弹性地基梁挠曲微分方程的特解
式（3.7）等价于地基梁仅在初参数作用下的挠曲微分方程，式（3.6）等价 于地基梁既有初参数作用，又有外荷载作用的挠曲微分方程，其特解项就是仅 在外荷载作用下引起的梁挠度的附加项。下面根据梁上作用的各种形式荷载分 别加以讨论。

公路超高计算方法课件 (一)

公路超高计算方法课件 (一)

公路超高计算方法课件 (一)公路超高计算方法课件作为公路工程中重要的设计要素，超高计算伴随着公路工程的发展而不断更新和改进。

通过科学、合理的超高计算方法，可以确保公路的安全、高效运行。

本文主要介绍公路超高计算方法课件的几个方面。

一、课件主题公路超高计算方法课件的主题是公路超高计算。

超高是公路工程设计的重要指标之一，根据道路和交通规定的标准，需要保证车辆通过的高度，以确保道路的安全和车辆的畅通。

因此，获得准确且全面的超高数据极其重要。

二、课件内容超高计算方法课件内容十分丰富。

课程包括理论和应用两个方面，以及超高计算的基本方法、超高计算的注意事项、超高测量的方式和最优化设计等方面。

在课程设计的过程中，考虑到学生学习的背景和水平，对于每个主题，都采取了逐步深入、条理分明、易于理解的教学方式，构建了一个兼具科学性和实用性的课程体系。

三、课件设计思路本课件的设计思路是以学生为中心。

超高计算方法课件旨在通过课程设计和内容的选择，展示公路工程设计中超高计算方法的基本理论和应用知识，帮助学生掌握最基本的超高计算方法和技能。

另一方面，通过数字模拟、实例分析等方式，帮助学生实现知识的延伸和拓展，进一步提高学习质量。

四、课件使用情况本课件使用情况良好。

由于课件的编排和使用方便，学生们能够很好地理解公路超高计算方法。

根据实际教学，受到学生和教师的高度评价。

另外，课件的设计和内容相对独特，为学生提供了一种新的学习和理解方法，既保证了教学质量，又极大地提高了课程的吸引力和实用性。

五、总结公路超高计算方法课件的课程结构科学、设计意图明确，将超高计算方法的理论和实践完美结合。

通过学习这种新的课程体系，学生们不仅能够很好地掌握超高计算方法和技能，还能够深度了解公路工程的设计思路和方法。

因此，公路超高计算方法课件是公路工程本科教育中一种相对独特的教学模式和创新方法。

课程设计和内容充实，注重基础和实践，深受学生和教师的认可和欢迎。

理论计算ppt课件

理论计算ppt课件

（三）、应用领域
Mateirals Studio 是 Acce lrys 公司专为材料科学领域开发的 新一代材料计算软件。它能方便地建立 3D 分子模型，深入分 析有机晶体、无机晶体、无定形材料以及聚合物，可以在催 化剂、聚合物、固体化学、结晶学、晶粉衍射以及材料特性 等材料科学研究领域进行性质预测、聚合物建模
三、运用
采用 Materials Studio4.0 软件对ZnO的能带及电子能态密度进行 了模拟计算 1 模拟计算步骤 1.1 建立晶体 需要计算ZnO晶体参数通过相关文献查阅得到，如表1所示。 表1 相关晶胞参数表
晶体 ZnO 晶体种类 a b c 3D Hexagonal 3.24927 3.24927 5.20544
理论计算
1
几个重要概念
2
MS（Materials Studio）软件介绍
3
MS软件的运用
一、几个重要概念
1、理论计算:应用现有的定律、定理及规律对问题进行分析推理，找 出符合其尊循的规律公式（推导出来的公式）进行计算，其整个过程 叫理论计算 2、理论化学：是运用纯理论计算而非实验方法研究化学反应的本质 问题，主要以理论物理为研究工具（如热力学、量子力学、统计力学 、量子电动力学、非平衡态热力学等），并且大多辅以计算机模拟。 3、计算化学（computational chemistry）:是理论化学的一个分支 。计算化学的主要目标是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子 的性质（例如总能量，偶极矩，四极矩，振动频率，反应活性等）并 用以解释一些具体的化学问题。 计算化学这个名词有时也用来表示计算机科学与化学的交叉学科。
聚丙烯的结构图
9
应用Visualizer模块构造体系结模块对苯分子 的电荷、分子轨道和能量等方面进行计算。

计算机计算与计算思维ppt课件

计算机计算与计算思维ppt课件
系统和理解人类行为，其本质是抽象和自动化----from 周以真。
训练与实践
不断训练，不断理解，才能 找出本质，才能创新
浮想联翩，由此 “看山还是山，看水还是水” 概念与知识
贯通，看得远， “看山不是山，看水不是水” 才能认识准确 “衣带渐宽终不悔，为伊销得人憔悴”
… …(请同学课后补充)
巴贝奇差分机与分析机
机械计算的简要发展历程是怎样的？ 从表示-自动存储-自动执行的角度
现代计算机：一般程序
Babbage机械计算机: (特定)程序 Pascal机械计算机: 自动计算
计算辅助工具
计算机、计算与计算思维 4. 电子自动计算-元器件?
电子自动计算-元器件
4.1 电子自动计算的突破在哪里？
4.3 什么是集成电路，其价值又在哪里呢？
集成电路时代的计算机器
集成电路的发明,1959
封装后的集成电路芯片
J.Kilby，集成电路发明者
第三代计算机IBM360,1964
能否将复杂的电路封装后作为新电路设计的元件呢？
复杂的电路 集成 封装 应用？
超大规模集成电路(VLSI)时代的计算机器
计算机、计算与计算思维 3. 计算与自动计算?
计算与自动计算
3.1 什么是计算？
计算学科的计算 vs. 数学学科的计算
简单计算I：数据计算，计算规则，应用计算规则进行计算并获得计算结果
复杂计算II：f(x)，函数，计算规则及其简化计算方法，便于人应用规则进行计算，获得计算结果
复杂计算III：如丢番图方程，判定，计算规则，人可能无法完成但却可由机器自动完成，借助于机
纳米存储/量子存储
感知输入
USB
固态硬盘 Removable

第一讲 计算思维概述PPT演示课件

计算思维（构造思维）的培养，将有助于临床医生 提出“整体构架设计解决方案”的治疗方案。
44
计算思维的特性
1 概念化，不是程序化。
抽象
多层次思维
计算机科学不是计算机编程。像计算机科学家 那样去思维意味着远远不止能为计算机编程。它要 求能够在抽象的多个层次上思维。
45
计算思维的特性
2 基础的，不是机械的技能。
B说：c是小偷 3
C说：小偷肯定是d 4
D说：c在冤枉人 5
三真一假
计算
1
X≠1
1or0
2
X=3
1or0
3
X=4
1or0
4
X≠4
1or0
5
3
26
编程实现
For x=1 to 4 If (x<>1+(x=3)+(x=4)+(x<>=3) then Print x
Next x
27
百元买白鸡
• 公鸡每只5元，母鸡每只3元，小鸡一元3只， 一百元买一百只鸡，问有几种买法？
问题分析： X+Y+Z=100 5X+3Y+Z/3=100
28
编程
For x=1 to 100 For y=1 to 100 Z=100-x-y If 5*x+3*y+z/3=100 then Print x,y,z End if Next for
Next for
• 计算思维能够反映人类思维活动，高效执行。
• A=R，B=R时，A=3，B=3； • A=T，B=S时，A=5，B=0； • A=S，B=T时，A=0，B=5； • A=P，B=P时，A=1，B=1。

课件-可计算理论


2014-3-28
14
人物小记
阿兰•麦阿兰•麦席森•图灵，1912年生于英国伦敦，1954年 死于英国的曼彻斯特，他是计算机逻辑的奠基者，许多人 工智能的重要方法也源自于这位伟大的科学家。 他对计算机的重要贡献在于他提出的有限状态自动机也就 是图灵机的概念 对于人工智能，它提出了重要的衡量标准“图灵测试”， 如果有机器能够通过图灵测试，那他就是一个完全意义上 的智能机，和人没有区别了。 他杰出的贡献使他成为计算机界的第一人，现在人们为了 纪念这位伟大的科学家将计算机界的最高奖定名为“图灵 奖”。
2014-3-28
19
图灵生平——故事以谜结束
1952年3月，图灵更因为和曼彻斯特当地一位青年有染，被 警方逮捕。在入狱和治疗两者中间，图灵选择了注射激素 此后图灵开始研究生物学、化学
2014-3-28
20
图灵生平——故事以谜结束
1954年6月8日，图灵42岁。一天早晨，女管家走进他的卧 室，发现台灯还亮着，床头上还有个苹果，只咬了一小半， 图灵沉睡在床上，一切都和往常一样。 经过解剖，法医断定是剧毒氰化物致死，那个苹果是在氰 化物溶液中浸泡过的。 图灵的母亲则说他是在做化学实验时，不小心沾上的 但外界的说法是服毒自杀，一代天才就这样走完了人生。
2014-3-28 24
图灵奖
图灵去世后12年开始设立的图灵奖是美国计算机协会ACM （Association for Computing Machinery） 设立的第一个 奖项。 ACM成立于1947年，也就是世界上第一台电子计算机 ENIAC诞生以后的第二年，美国一些有远见的科学家意识 到它对于社会进步和人类文明的巨大意义，因此发起成立 了这个协会，以推动计算机科学技术的发展和学术交流。

计算理论计算复杂性ppt课件

((x1)x2(x3)) (x2(x3)x4x5) ((x4)x5) • 合取范式cnf (conjunctive normal form)
3cnf: 每个子句文字数不大于3, 2cnf: 每个子句文字数不大于2
可满足问题SAT
• 可满足性问题: SAT = { <> | 是可满足的布尔公式 }
• 思想: 将字符串对应到布尔公式 利用接受的形式定义.
• 过程: 任取ANP, 设N是A的nk时间NTM. w(|w|=n), N接受w
N有长度小于nk的接受格局序列 能填好N在w上的画面(一个nknk表格) f(w)可满足 • 结论: SAT是NP完全的
N接受w能填好N在w上的画面
# q0 w0 w1 … wn #
2)若0,1都在带上,重复以下步骤. O(n)
3) 检查带上0,1总数的奇偶性,
若是奇数,就拒绝.
O(n) log n
4) 再次扫描带,
第1个0开始,隔1个0删除1个0; O(n)
第1个1开始,隔1个1删除1个1.
总时间:
5)若带上同时没有0和1,则接受. O(n) O(nlogn)
否则拒绝.”
{0k1k|k0}TIME(nlogn)
快速验证
HP = {<G,s,t>|G是包含从s到t的 哈密顿路径的有向图}
CLIQUE={<G,k>|G是有k团的无向图} 目前没有快速算法,但其成员是可以快速验证的. 注意:HP的补可能不是可以快速验证的. 快速验证的特点: 1. 只需要对语言中的串能快速验证. 2. 验证需要借助额外的信息:证书,身份证.
• 二元可满足性问题: 2SAT = { <> | 是可满足的2cnf }

计算理论与计算模型课件


生物信息学中的计算模型研究
总结词
详细描述
THANKS
感谢观看
量子计算与量子计算模型研究
总结词
研究量子力学原理在计算领域的应用，包括量子比特、量子门、量子算法等概念， 以及量子计算模型和量子计算机的实现方式。
详细描述
量子计算利用量子比特作为信息的基本单位，通过量子门实现信息的处理和变换， 从而在理论上实现比传统计算机更高效的算法。量子计算模型的研究有助于深入 理解量子计算的原理和机制，为量子计算机的研发和应用提供指导。
数据结构
数据结构是数据的组织方式，对于提高算法效 率至关重要。
图灵机
图灵机是一个理论上能够模拟任何计算机程序的数学模型。
计算理论的应用领域
计算机科学 人工智能 密码学
CATALOGUE
计算模型基础
计算模型的定义与分类
计算模型定义 计算模型分类
常见计算模型介绍
线性回归模型
用于分析两个或多个变量之间的 关系，通过最小二乘法拟合直线， 并计算出回归系数。
决策树模型
一种分类和回归方法，通过递归 地将数据集划分为更小的子集， 构建出一棵树状图。
神经网络模型
模拟人脑神经元网络的一种计算 模型，通过训练和学习过程，实 现对输入数据的分类、预测和识 别等功能。
计算模型的构建方法
数据收集与处理
收集相关数据，并进行清洗、整理和 转换等预处理工作，为构建计算模型 提供基础数据。
计算模型在深度学习中扮演着关 键角色，可以实现复杂的特征提 取和分类任务。
计算模型可以应用于智能控制系 统中，提高系统的稳定性和性能。
CATALOGUE
计算模型的优化与改进
计算模型的性能优化
算法优化 并行计算 内存管理
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7 1. FSA 8
1. FSA
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Classes of Language/Machine: Context-free Languages
• No finite state automaton can be designed to accept the languages of addition and subtraction. • They belong to the class of context-free languages (a class that includes most programming languages). • To recognise a context-free language requires the power of the class of machines called push-down automata. • Note that push-down automata can also recognise the regular languages. 1. FSA 9
1. FSA
1
1. FSA
2
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Languages and Machines
• A language is typically defined as a set of words. • Words are strings containing the symbols in some alphabet. • The machines to be considered are those that compute by: – accepting all the strings in some language, and – rejecting all others.
1. FSA
1
9/27/10
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Example Language 2
• If the numbers 1-30 are assigned, then the machine would be unable to distinguish the code 1 from the code 11. • This problem would be avoided if the numbers 10-39 are used, each of which has exactly two digits.
9/27/10
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Contents 1. State Machines and Finite State Automata
• • • • Languages and machines Deterministic FSA and transition diagrams Non-deterministic FSA Comparing DFSA and NFSA
Classes of Language/Machine: Regular Languages
• Language 2 belongs to the class of regular languages. • Language 1 does not. • For every regular language, an acceptor machine can be constructed that belongs to the class of machines called finite state automata. • (Note: one automaton, many automata.)
1. FSA
12
2
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Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Finite state automata
• If the machine is in one of the accept states (also called favourable states) when the string of input symbols comes to an end, then the input is accepted, or recognised (as a member of the language to be recognised), otherwise it is rejected.
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Jacob Howe: IN3017, Theory of Computation
Finite state automata (informal)
• A finite state automaton (FSA) consists of – a finite set of states and – a finite set of transitions from state to state, each of which is associated with a symbol from an alphabet. • One state is the initial state, in which the automaton starts. • Some (or no) states are designated as accepting states.
Transition diagrams
• Any FSA may be represented by its transition diagram. • This is a directed graph in which – each state is denoted by circle – each transition is denoted by an edge between two states, labelled by the associated symbol, – the start state is indicated by an incoming arrow – the accepting state(s) are denoted by a 1. FSA double circle.
Classes of Language/Machine: Context-sensitive Languages
• The push-down automata are also limited in their computational power, that is, – in the class of languages they can recognise, • or equivalently, – in the class of functions they can compute. • They cannot recognise the context-sensitive languages, which require the power of Turing Machines. E.g. anbmanbm • This class of machine is the most powerful. In fact, no function that cannot be computed by a Turing Machine can be computed at all! 1. FSA 10
1. FSA 11
Finite state automata (formal)
• A Deterministic Finite State Automaton is a 5-tuple, (Q, Σ, δ, q0, F), where: – Q is a finite set of states – Σ is a finite input alphabet (set of symbols) – δ is the transition function, Q×Σ→Q, that determines, for each state and for each symbol of the alphabet, the next state. – q0 is the initial state (or start state), q0∈Q – F is the set of accept states (F⊆Q).
1. FSA 5
Example Language 2
• A vending machine supplies 30 products (Mars bars etc.) and has a numeric keypad with digits 0-9. • The machine works by accepting the input language (the vending code) and then delivering the relevant product. • What code should be assigned to each product?
1. FSA 3
Example Language 1:
• The set of all words of the form: ambncm+n, where – m, n range over the natural numbers 0, 1, 2,... – xn denotes the string containing n successive copies of the symbol x. • The alphabet of this language is the set {a,b,c}. • Here are some valid words in this language: – aaabbccccc aabbcccc • Some words with the same alphabet but not in this language: – aabbcc abccc bbaccc • 1.This language might be said to represent addition . FSA 4