Kurs „Grundlagen effektiver Arbeit mit Wolfram-Technologien“: mehr als 13 Stunden Videovorträge, Theorie und Aufgaben

Kurs „Grundlagen effektiver Arbeit mit Wolfram-Technologien“: mehr als 13 Stunden Videovorträge, Theorie und Aufgaben

Alle Kursunterlagen können heruntergeladen werden hier.

Ich habe diesen Kurs vor ein paar Jahren vor einem ziemlich großen Publikum unterrichtet. Es enthält viele Informationen über die Funktionsweise des Systems Mathematica, Wolfram Wolke und Sprache Wolfram Sprache.

Allerdings bleibt die Zeit natürlich nicht stehen und in letzter Zeit ist viel Neues aufgetaucht: von erweiterten Fähigkeiten Arbeiten mit neuronalen Netzen zu allen Arten Web-Operationen; jetzt ist es Wolfram-Engine, das Sie auf Ihrem Server installieren und wie Python darauf zugreifen können; Sie können alle Arten bauen geografische Visualisierungen oder chemisch; es gibt riesige Repositorys alle Arten von Daten, einschließlich maschinelles Lernen; Sie können eine Verbindung zu allen Arten von Datenbanken herstellen. komplexe mathematische Probleme lösen usw.

Es ist schwierig, alle Möglichkeiten der Wolfram-Technologien in ein paar Absätzen oder Minuten aufzulisten.

All dies hat mich ermutigt, einen neuen Kurs einzuschlagen, den ich jetzt beschreite Anmeldung läuft.

Ich bin zuversichtlich, dass Sie, sobald Sie die Fähigkeiten der Wolfram Language entdeckt haben, sie immer häufiger nutzen und Ihre Probleme in einer Vielzahl von Bereichen schnell und effizient lösen werden: von der Wissenschaft über Designautomatisierung oder Website-Parsing bis hin zu neuronalen Netzen Illustrationsverarbeitung, von der molekularen Visualisierung bis zur Konstruktion leistungsstarker Interaktionen.

1 | Überblick über Wolfram Mathematica und Wolfram Cloud


UnterrichtsinhalteWas ist Wolfram Mathematica?
– Schöpfer – Stephen Wolfram
—— Einige aktuelle Artikel von Stephen Wolfram ins Russische übersetzt
— Liste der integrierten Funktionen und Symbole
—— Anzahl der integrierten Funktionen je nach Version
-- Festplattenspeicher
— Mehr über Mathematica im Allgemeinen
— Alle Produkte von Wolfram Research
Neue und aktualisierte Funktionen
– Code zum Abrufen dieser Listen
Neu im Frontend
Neue geometrische Sprache
— Grundlegende geometrische Objekte
— Funktionen für geometrische Berechnungen
—— Flächenmaß
—— Entfernung zum Gebiet
—— Arbeiten mit Bereichen
— Funktionen zur Definition von Bereichen
— Arbeiten mit Netzen
— Vollständige Integration mit anderen Funktionen
Analytische und numerische Lösung von Differentialgleichungen
— WhenEvent für analytische Aufgaben
— Analytische Lösung von DE mit Verzögerung
— Finite-Elemente-Methode
Maschinelles Lernen
- klassifizieren
- Vorhersagen
- Beispiel
"Sprache Wesen" - eine neue Sprache für die Arbeit mit Datenbanken + Eine große Anzahl neuer Datenbanken
Eine neue Sprache für die Arbeit mit geografischen Informationen
Was gibt es sonst noch für Neuigkeiten?
— Erweiterung der Basissprache
- Gesellschaft - indizierte Arrays
- Datensatz — integriertes Datenbankformat
- PlotTheme
— Zeitbezogene Berechnungen
— Analyse zufälliger Prozesse
- Zeitfolgen
— Integration mit Wolfram Cloud
— Integration mit Geräten
– Erweiterte Dokumentvorlagen, HTML
Wolfram Programming Cloud

2.1 | Einführung in die Sprache, ihre Funktionen. Die Hauptschwierigkeiten für Anfänger. Arbeiten mit der Mathematica-Schnittstelle und ihren Funktionen – Vorhersageschnittstelle, freies Eingabeformular usw.


UnterrichtsinhalteWolfram Sprache
Prinzipien der Wolfram-Sprache
Was ist bei der Arbeit mit Wolfram Language zu beachten?
Erste Schritte in Mathematica
Wichtige Tastenkombinationen
— Umschalt+Eingabetaste oder Eingabetaste auf dem Ziffernblock
— Strg+Umschalt+Eingabetaste
- F1
- F2
Informationen über Symbole erhalten
—? - Funktion Definition
- ?? - Funktion Informationen
— Klicken Sie auf F1
— Vorhersageschnittstelle
Arbeiten mit Paletten
– Grundlegender Mathematikassistent
— Klassenassistent
– Schreibassistent
- Diagrammelementschemata
– Farbschemata
-Spezielle Charaktere
— Arbeiten mit Grafiken und Zeichnungen
-- Zeichenutensilien
——Koordinaten abrufen
—— Primäre Bildverarbeitung
— Arbeiten mit Diagrammen
Wolfram-Sprache und -System | Dokumentationszentrum
Vorhersageschnittstelle
— Kontextsensitive Autovervollständigung eingegebener Befehle
—— Arbeiten mit integrierten Funktionen und Syntaxmustern
—— Arbeiten mit Benutzervariablen
— Berechnete prädiktive Schnittstelle — Panel zum Vorschlagen weiterer Maßnahmen
Integration mit Wolfram|Alpha
— Wolfram|Alpha-Website
— Integration zwischen Wolfram|Alpha und Mathematica
—— Finden geschlossener Darstellungen von Dezimalbrüchen
—— Informationen zum Blutdruck
—— Schrittweise Lösung einer Matrixgleichung mit der Gaußschen Methode

2.2 | Funktionen spezifizieren, mit Listen, Vorlagenausdrücken und Assoziationen arbeiten


UnterrichtsinhalteListen
— Liste {...} und Funktion Liste[…] - „Natürliche“ Anzeige von Listen
— Möglichkeiten zum Generieren von Listen
— Indizierung von Elementen und einigen numerischen Merkmalen der Liste. Funktionen Länge и Tiefe
— Auswahl von Elementen, die bestimmte Plätze in der Liste belegen, mithilfe der Funktion Teil([[…]])
— Listenelemente umbenennen
— Generieren einer Liste mithilfe der Funktion Tisch
— Generieren einer Liste von Zahlen mithilfe einer Funktion Abdeckung
Verbände
— Eine Assoziation aufbauen und damit arbeiten
– Datensatz – Datenbankformat in der Wolfram Language
Vorlagenausdrücke
— Einführung in Vorlagen
— Grundlegende Objektvorlagen: Leer (_), BlankSequence (__), BlankNullSequence (___)
— Was kann man mit Vorlagen machen? Funktion Projekte
— Bestimmen des Ausdruckstyps in der Vorlage
– Auferlegen von Einschränkungen für Vorlagen, die Funktionen verwenden Anforderungen (/;), Mustertest (?) Außersowie die Nutzung von Testfunktionen
— Erstellung von Vorlagen mit der Möglichkeit der Alternativauswahl über die Funktion Alternativen (|)
Funktionen
— Anwendung der aufgeschobenen Abtretung SetDelayed (:=)
— Verwendung absoluter Zuweisung Sept 🇧🇷
— Festlegen einer Funktion, die sich die Werte merkt, die sie bereits gefunden hat, und einer wiederkehrenden Funktion
— Funktionsattribute und Funktionen Attributes, SetAttributes, ClearAttributes, Schützen, Schützen Sie sich nicht mit ihnen zu arbeiten
Reine Funktionen
— Anwendung der Funktion Funktion (&)
— Wo werden reine Funktionen verwendet?

2.3 | Visualisierungen erstellen


UnterrichtsinhalteSymbolische grafische Sprache
— Grafische Grundelemente
—— Eindimensional
—— Zweidimensional
—— Dreidimensional
—— Hilfsmittel
— Funktion Graphics
-- Syntax
——— Das einfachste Beispiel
--- Lagen
——— Layer-Neuanordnungen
——— Allgemeine und spezifische Eigenschaften von Schichten
—— Funktionsoptionen Graphics
--- Aspect
--- Achsen
--- AxesLabel
--- AxesOrigin
--- AxesStyle
--- Ticks
--- TicksStyle
--- Hintergrund
--- InhaltAuswählbar
--- KoordinatenToolOptions
--- Epilog
--- Prolog
--- Rahmen
--- FrameLabel
--- RotateLabel
--- FrameStyle
--- FrameTicks
--- FrameTicksStyle
--- Gitterlinien
--- GridLinesStyle
--- Bildgröße
--- PlotLabel
--- LabelStyle
--- PlotRange
--- PlotRangeClipping
--- PlotRangePadding
—— Stileinstellungen
——— Farben (benannte Farben + Farben aus Farbräumen, sagen wir RGBFarbe), Transparenz (Deckkraft)
--- Dicke der Linie: Dick, Dünn, Dicke, Absolute Dicke
——— Punktgröße: Punktgröße, AbsolutePointSize
——— Stil der Endlinien und Haltepunkte: CapForm, JoinForm
——— Funktion Design um das Erscheinungsbild des Textes anzupassen
——— Funktionen FaceForm и EdgeForm um das Erscheinungsbild eines Bereichs und seiner Grenzen zu steuern
-- Beispiel
——— Ungefähre Lösung
——— Die Lösung ist korrekt
——— Warum ist die genaue Lösung sehr nützlich?
— Funktion Grafik3D
-- Syntax
——— Das einfachste Beispiel
——— Allgemeine und spezifische Eigenschaften von Grafikobjekten
—— Funktionsoptionen Grafik3D
--- AxesEdge
--- Boxed
--- BoxVerhältnisse
--- BoxStyle
--- ClipPlanes
--- ClipPlanesStyle
--- FaceGrids
--- FaceGridsStyle
--- Lighting
--- Sphärische Region
--- Viewpoint, ViewVector, AnsichtVertikal
—— Beispiel: Querschnitt eines Würfels
——— Vom statischen dreidimensionalen Objekt zum interaktiven
Integrierte Funktionen zum Erstellen von Visualisierungen
Grundlegende 2D-Funktionen
- Grundfläche
- Konturdiagramm
- RegionPlot
- Parametrisches Diagramm
- PolarPlot
- ListPlot
Grundlegende 3D-Funktionen
- Plot3D
- ContourPlot3D
- RegionPlot3D
- ParametricPlot3D
- ListPlot3D
Anbindung von Funktionen für Gebäudevisualisierungen und Grundfunktionen Graphics и Grafik3D
— 2D
— 3D

2.4 | Interaktive Objekte erstellen, mit Steuerelementen arbeiten, Benutzeroberflächen erstellen


UnterrichtsinhalteSymbolische dynamische Sprache
— Funktion Dynamisch
—— Einfache Beispiele
——— Ändern eines Parameters
——— Lösungskonstruktionsanzeige
– Kontrollen
- Slider
——— Das einfachste Beispiel
- Slider2D
——— Das einfachste Beispiel
- IntervallSlider
——— Das einfachste Beispiel
- Checkbox
——— Das einfachste Beispiel
- CheckboxBar
- Setter
- SetterBar
- RadioButton - spezieller Typ Setter
- RadioButtonBar - spezieller Typ SetterBar
- Umschalter
- ToggleBar
- Opener
- ColorSlider
——— Das einfachste Beispiel
- Popupmenü
——— Das einfachste Beispiel
- Eingabefeld
——— Das einfachste Beispiel
—— Andere Objekte...
Funktion Manipulieren
- Syntax
— Vereinfachte Syntax der Steuerelemente
—— {x, a, b}
—— {x, a, b, dx}
—— {{x, x0}, a, b}, {{x, x0}, a, b, dx}
—— {{x, x0, label}, a, b}, {{x, x0, label}, a, b, dx}
—— {{x, initial, label}, ….}
—— {x, Farbe}
—— {x, {val1, val2, …}}
—— {x, {val1-lbl1, val2->lbl2, ...}}
—— {x, {xmin, ymin}, {xmax, ymax}}
—— {x, {Wahr, Falsch}}
—— {x} und {{x, x0}}
—— {x, Locator}
—— {x, {xmin, ymin}, {xmax, ymax}, Locator}
—— {{x, {{x1, y1}, {x2, y2}, ...}}, Locator} oder
{{x, {{x1, y1}, {x2, y2}, …}}, {xmin, ymin}, {xmax, ymax}, Locator}
-- {{X, …}, …, Locator, LocatorAutoCreate->Wahr}
—— {{x, …}, …, Typ}
- Optionen Manipulieren
- Kontinuierliche Aktion
- LocalizeVariables
- Initialisierung
- Definitionen speichern
- SynchronousInitialization
- Synchrone Aktualisierung
- VerfolgteSymbole
— Designer von Manipulatoren
— Erstellen verknüpfter Manipulatoren und Verknüpfen von Locators mit einer Kurve mithilfe der Option TrackingFunktion

2.5 | Import, Export, Verarbeitung von Daten, Dateien, Bildern, Ton, Webseiten. Arbeiten mit der API von Webressourcen am Beispiel der VKontakte-API sowie Arbeiten mit integrierten Methoden zum Arbeiten mit der API von Facebook, Twitter, Instagram usw.


UnterrichtsinhalteArbeiten mit Dateien und deren Namen
— Dateisuche und damit verbundene Aufgaben
- $InstallationDirectory, $BaseDirectory
- NotebookDirectory
- FileExistsQ
- Dateinamen
— Erstellen von Dateinamen
- Verzeichnisname
- FileNameJoin
- FileNameSplit
- FileNameTake
- FileBaseName
- Dateierweiterung
Funktionen Import и Exportieren
— Import- und Exportformate
- Import
—— Beispiele
- Exportieren
—— Beispiele
Datenverarbeitung
— Import und Verarbeitung von Daten aus TXT
— Import und Verarbeitung von Daten aus MS Excel
Arbeiten mit Bildern
- Was kannst du tun?
— Verarbeitung einer Sammlung von Bildern
Arbeiten mit Ton
- Beispiel
Importieren und Verarbeiten von Daten von Webseiten
— Import von Informationen von der Website der Zentralbank der Russischen Föderation
-- Lösung
-- Zusammenfassung
— Importieren von Informationen von der Yandex.Dictionaries-Website
Arbeiten mit der API
— VKontakte-API
-- Erste Schritte
-- Zugangstoken
—— Ein Beispiel für die Arbeit mit der VKontakte-API
— Integrierte API Facebook, Twitter, Instagram

2.6 | Arbeiten Sie mit integrierten, von Wolfram kuratierten Datenbanken, Integration mit Wolfram|Alpha


UnterrichtsinhalteSystemweite Einheitenunterstützung
- Erste Benutzung
— Beispiel für die Verwendung in Berechnungen
—— Gleichungssysteme mit Größen mit Dimensionen lösen:
-- Dimensionsanalyse (Pi-Satz):
am Beispiel des Problems der Gravitationsinstabilität eines Mediums
——— Hilfscode
--- Lösung
--- Schlussfolgerungen
Eingebettete Datenbanken
- Alle Funktionen für die Arbeit mit von Wolfram Research kuratierten Datenbanken
— Beispiele
—— Erstellen einer Weltkarte, die nach dem BIP-Niveau gefärbt ist
—— Periodensystem der chemischen Elemente, benannt nach. D. I. Mendelejew
— Wie speichere ich von Wolfram Research kuratierte Datenbanken für den sofortigen Zugriff?
—— Leonid Shifrins Entscheidung...
--- Code
——— Arbeitsbeispiel
Spracheinheit
– (Strg + =) – Erhalten eines Moduls zum lokalen Konvertieren einer Freiform-Anfrage in das Wolfram Language-Format
- Wesen
- Entitätswert
- EntityClass
- EntityProperties, EntityProperty
- Differenzierung Wesen nach Aussehen
Dolmetscher Dolmetscher
— Liste der Dolmetscharten
— Funktion Dolmetscher
— Funktion Semantische Interpretation
— Funktion SemanticImport
Integration mit Wolfram|Alpha
— Freiformeingabe (= am Anfang der Zelle zufuhr)
—— Beispiele
– Lokale Freiformeingabe (Strg + = irgendwo in der Eingabezelle
-- Beispiel
— Vollständiges Ergebnis der Wolfram|Alpha-Abfrage (== am Anfang der Eingabezelle)
—— Einige Beispiele für die Verwendung von Wolfram|Alpha
--- Mathematik
--- Physik
--- Chemie
——— Wahrscheinlichkeitstheorie, Statistik und Datenanalyse
——— Wetter und damit verbundene Probleme
——— Internet und Computersysteme
--- Musik
——— Lebensmittel, Ernährung, Gesundheit
— Funktion WolframAlpha
—— Beispiel 1: Euler-Venn-Diagramme und Logikschaltungen für boolesche Algebrafunktionen in drei Variablen.
—— Beispiel 2: Finden der benannten Farben, die einer bestimmten Farbe am nächsten kommen

3 | Arbeiten mit Wolfram Cloud: Erstellen direkter APIs, Eingabeformulare, CloudCDF usw.


UnterrichtsinhalteWas ist Wolfram Cloud?
— Woraus besteht die Wolfram Cloud?
— Was können Sie mit Wolfram Cloud tun?
Wolfram Programming Cloud
— Wolfram Programming Cloud-KontotypenWolfram Programming Cloud-Kontotypen
— Cloud-Darlehen
Cloud-Funktionen in Mathematica und Wolfram Desktop
— Funktionen für die direkte Arbeit mit der Cloud sowie solche, die mit Cloud-Objekten arbeiten können.
— Cloud-Informationsfunktionen
- CloudAccountData – Informationen zu Ihrem Cloud-Konto
- CloudConnect, CloudDisconnect – Verbindung mit der Cloud herstellen oder trennen
- CloudObjects - Ihre Cloud-Objekte
- $CloudCreditsVerfügbar — Anzahl der verfügbaren Cloud-Credits
Cloud-Schnittstelle, erste Schritte
- Hauptfenster
– Ihr Kontoinformationsfenster
— Ein Fenster mit Informationen zur Nutzung Ihrer Cloud-Objekte und Cloud-Credits
— Neues Dokumentfenster
Funktion FormFunktion
— Zweck und Syntax
— Das einfachste Beispiel
- CloudDeploy
— Arten von Variablen
— Arbeiten mit Variablen
—— Parameter „Interpreter“.
—— „Standard“-Parameter
—— Parameter „Eingabe“.
—— Parameter „Label“.
—— Parameter „Hilfe“.
—— „Hinweis“-Parameter
— Anpassen des Erscheinungsbilds des Formulars
- AussehenRegeln
——FormTheme
— Mögliche Ergebnisformate
— Einfügen von russischem Text
-- Beispiel
— Beispiele
—— Erstellen einer Anwendung zur Lösung der Gleichung
—— Erstellen einer Bildverarbeitungsanwendung
—— Erstellen einer geografischen Anwendung mit Smart Fields
Funktion APIFunction
— Beispiele
—— Erstellen einer Anwendung zur Lösung der Gleichung
—— Erstellen einer geografischen Anwendung mit Smart Fields

4 | CDF-Technologie – sofortige Einbettung von in Mathematica erstellten interaktiven Objekten in Webseiten, Feinheiten. Verwenden Sie in Ihren Projekten vorgefertigte interaktive Objekte von der Wolfram Demonstrations Project-Website und ändern Sie sie. Beispiele aus der Praxis und Geschäftsanwendungen


UnterrichtsinhalteCDF – Computable Document Format – Berechbares Dokumentformat
— CDF-Technologie
— Kurzer Vergleich mit anderen Formaten
– Phasen der Erstellung eines CDF
—— Illustrierte Schritte
— Echte Beispiele
— Wolfram-Demonstrationsprojekt
Erstellen einer CDF basierend auf Manipulate
— Schritt 1. Erstellen einer Anwendung
— Schritt 2. Speichern Sie es im CDF-Format
— Schritt 3. Einfügen in eine Webseite
Erstellen von CDF basierend auf DynamicModule
— Schritt 1. Erstellen einer Anwendung
– Schritt 2. Speichern Sie es in CDF
— Schritt 3. Einfügen in eine Webseite
— Ein weiteres Beispiel für ein komplexes CDF
Erstellen vorgefertigter Webseiten auf Basis von CDF
- Beispiel
EnterpriseCDF
— Unterschiede zwischen CDF und EnterpriseCDF
– Grundlegender Vergleich von CDF und EnterpriseCDF
— Detaillierter Vergleich von CDF, EnterpriseCDF, Wolfram Player Pro und Mathematica
CloudCDF
— Was ist CloudCDF?
– Beispiel für die Erstellung von CloudCDF
-- Beispiel 1
-- Beispiel 2

5 | Arbeiten Sie mit Wolfram Language und Mathematica, vorinstalliert und kostenlos auf Raspberry Pi (mit Raspbian-Betriebssystem)


UnterrichtsinhalteRaspberry Pi, erste Bekanntschaft
- Was ist das?
- Wo kann ich es kaufen?
– Wo und wie das Betriebssystem installiert wird, mit Wolfram Language-Unterstützung
Raspberry Pi und Wolfram Language
— Projektseite
— Dokumentationsseite
— Wie Raspberry Pi nach der Installation aussieht
— Die Idee, auf dem Raspberry Pi in Wolfram Language zu programmieren
Raspberry Pi-Leistung
– Einen Code berechnen
- Standardmäßig integrierter Wolfram-Benchmark
– Vergleich mit der Python-Leistung auf Raspberry Pi
Ein Beispiel für einen Mail-Roboter, der auf Raspberry Pi läuft
Beispiele für die Arbeit mit Raspberry Pi
— Erstellung eines GPS-Trackers
-- Du wirst brauchen
—— Ansicht nach dem Zusammenbau
—— Programm für Mathematica auf Raspberry Pi
— Ein Foto machen
-- Du wirst brauchen
—— Ansicht nach dem Zusammenbau
—— Programm für Mathematica auf Raspberry Pi
- Verwendung von GPIO
-- Du wirst brauchen
—— Ansicht nach dem Zusammenbau
—— Programm für Mathematica auf Raspberry Pi
— Andere Beispiele
Wo finde ich weitere Informationen zur Wolfram Language- und Raspberry Pi-Integration?

Ich entschuldige mich für die Tonqualität, bei einigen Videos ist sie nicht so gut, wie ich es gerne hätte.

Bei neuen Videos und Webinaren ist mit Ton und Video in 2K alles in Ordnung. Machen Sie mit: Jede Woche gibt es Live-Übertragungen auf dem Kanal.

Webinar-Beispiel



Source: habr.com

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