Modern computational physics I - NEVF160

• Title: Moderní počítačová fyzika I
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2013 to 2019
• Semester: winter
• E-Credits: 5
• Hours per week, examination: winter s.:2/1, MC [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. Mgr. Pavel Kudrna, Dr.; doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.

Annotation

English

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.01.2019)

Basic principles of classical and modern computational physics. Modern methods of computational physics - application of evolutionary modelling and wavelet transform in physics.

Czech

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.01.2019)

Základy klasické a moderní počítačové fyziky. Moderní metody počítačové fyziky - použití evolučního modelování a waveletové transformace ve fyzice.

Literature

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.01.2019)

Back T.: Genetic Algorithms 1, 2, IOP Publishing, London 1999+2000.

Debnath L., Bhatta D.: Integral Transforms and Their Application, Chapman and Hall, Boca Raton 2007.

Addison P.S.: The Illustrated Wavelet Transform Handbook, IOP Publishing, London 2002.

Syllabus

English

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.01.2019)

1. Basics of classical and modern computational physics
Main directions of computational physics. Classical and modern computational physics.

2. Evolutionary modelling
Darwin evolution theory and evolutionary computation, basic terms, operators.

Representations - binary, Gray, permutation, real-value, other.

Evaluation of individual - fitness.

Basic algorithms.

Genetic algorithms. Evolutionary strategies. Genetic programming.

Advanced algorithms in evolutionary computation.

Applications - NP problems, travelling salesman problem, application in physics.

3. Wavelet transform
Fourier transform - summary, other non-localized integral transforms.

An approach to partially localized integral transforms - short-time Fourier transform, Gabor transform, application in physics.

Wavelet transform - features, wavelets, discrete wavelet transform, complex wavelets, multidimensional wavelets. Relations between Fourier and Wavelet transform. Application in physics.

Czech

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.01.2019)

1. Základy klasické a moderní počítačové fyziky
Hlavní směry počítačové fyziky. Klasická a moderní počítačová fyzika.

2. Evoluční modelování
Darwinova evoluční teorie a evoluční programování, základní pojmy, operátory.

Problematika kódování - binární, Grayeovo, permutační, hodnotou, další možnosti.

Ohodnocení jedince - fitness.

Základní algoritmy - slepý algoritmus, horolezecký algoritmus, simulované žíhání, horolezecký algoritmus s učením, zakázané prohledávání.

Genetické algoritmy. Evoluční strategie. Genetické programování.

Pokročilé algoritmy v evolučním modelování.

Aplikace - NP problémy, problém obchodního cestujícího, aplikace ve fyzice.

3. Waveletová transformace
Vlastnosti Fourierovy transformace - shrnutí, další nelokalizované integrální transformace.

Částečně lokalizované integrální transformace - okénková Fourierova a Gaborova transformace, základní vlastnosti, použití ve fyzice.

Waveletová transformace - spojitá waveletová transformace, diskrétní waveletová transformace, základní vlastnosti, wavelet, komplexní wavelety, wavelety ve více dimenzích. Vztah mezi waveletovou a Fourierovou transformací. Použití waveletové transformace ve fyzice.