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出版者:未定义出版社

作者:曹丰

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2003-8-1

价格:48.00

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787900338402

丛书系列:

图书标签:

• 电脑教育
• 行业技能
• 职业培训
• IT技能
• 办公软件
• 编程入门
• 软件应用
• 计算机基础
• 技能提升
• 实战教程

好的，这是一份以“行业电脑教育”为书名的图书简介，内容聚焦于其他领域的专业知识，并避免提及您指定书名的相关主题。 --- 科技前沿与未来趋势：深度解析下一代计算范式 图书简介 本书深入探讨了当前科技领域最前沿的几个核心方向，旨在为追求技术深度和战略洞察力的读者提供一个全面而系统的视野。我们聚焦于量子计算的物理基础与算法突破、生物信息学中的计算模拟、复杂系统的网络动力学，以及可持续能源技术的数字化转型这四大支柱，剖析它们如何重塑未来的科学研究与工程实践。 第一部分：量子计算的物理实现与理论疆界 本部分将读者引导至量子信息科学的核心领域。我们不再仅仅停留在量子比特（Qubit）的抽象概念上，而是深入剖析当前主流的物理实现路径——超导电路、离子阱、拓扑量子计算的最新进展与工程挑战。 跨越经典极限的算法探索： 我们详细分析了诸如Shor算法和Grover算法在特定应用场景下的理论性能边界，并重点探讨了变分量子本征求解器（VQE）和量子近似优化算法（QAOA）等近期在噪声中等规模量子（NISQ）设备上展现出潜力的混合量子-经典算法。这些算法如何应用于材料科学中的电子结构模拟，以及高维优化问题，是本章的重点案例。 硬件的工程瓶颈： 读者将了解到实现高相干时间和高保真度的量子操作所面临的实际工程难题，包括环境噪声抑制、低温控制技术（尤其针对超导量子位）的最新突破，以及对可扩展性架构（如量子互连网络）的探索。我们对比了谷歌、IBM、IonQ等领先机构在架构设计上的不同侧重。 第二部分：生物信息学与高通量数据分析 随着基因测序成本的急剧下降，生物学已经进入了数据爆炸的时代。本书的第二部分聚焦于处理这些海量生物数据的计算方法论。 基因组学与蛋白质组学的计算挑战： 我们从头至尾解析了从原始测序数据（FASTQ文件）到高质量基因组组装（Genome Assembly）的全流程计算管线。这包括了对De Novo组装算法（如Overlap-Layout-Consensus, OLC和De Bruijn图）的深入比较，以及在单细胞测序数据分析中，如何利用降维技术（如UMAP和t-SNE）有效地揭示细胞亚群的异质性。 结构生物学的计算模拟： 蛋白质折叠问题依然是计算科学的圣杯之一。本章详述了分子动力学（MD）模拟的基础理论，包括力场函数的选择与校准，以及如何利用高性能计算（HPC）集群加速模拟过程。同时，我们探讨了AlphaFold等基于深度学习的结构预测模型，分析了其背后的注意力机制和三维坐标预测的几何约束原理。 药物发现中的机器学习应用： 介绍了如何利用图神经网络（GNN）对分子结构进行特征提取，并将其应用于分子对接、虚拟筛选和ADMET（吸收、分布、代谢、排泄和毒性）预测，极大地缩短了先导化合物的筛选周期。 第三部分：复杂系统与网络科学的动力学建模 现实世界中的许多现象——从交通流量到金融市场波动，从生态系统演化到社会信息传播——都可以被抽象为复杂网络。 网络拓扑的量化分析： 本部分详细介绍了衡量网络结构的关键指标，包括小世界效应、无标度特性（幂律分布）的检验，以及社区发现算法（如Louvain方法和谱聚类）在识别功能模块中的应用。我们探讨了异质性连接对系统稳定性的影响。 信息流与级联失败的模拟： 针对信息传播和系统脆弱性分析，我们深入研究了基于主体的模型（Agent-Based Modeling, ABM）。如何设定智能体的决策规则（例如，基于有限理性或异质性偏好），并利用ABM来模拟传染病的爆发扩散（如SIR模型及其变体）、金融危机中的风险传染路径，以及社交网络中的意见极化现象。 时空网络分析： 针对交通和物流数据，我们引入了时空图卷积网络（STGCN），用于分析依赖于时间和空间关联的动态事件预测，例如城市通勤热点预测和多源传感器数据融合。 第四部分：可持续能源系统的数字化集成与优化 应对气候变化是当前全球面临的紧迫挑战，能源系统的智能化升级是关键路径。本书的最后一部分关注于如何利用先进的计算工具优化能源的生产、存储和分配。 智能电网的优化控制： 我们分析了如何应用凸优化和非凸优化算法来解决可再生能源（风能和太阳能）并网带来的间歇性挑战。重点介绍了需求侧响应（Demand Response, DR）的数学模型，以及如何通过实时数据分析，平衡电网中的供需波动。 储能技术与电池管理系统（BMS）： 对于锂离子电池等先进储能技术，我们探讨了状态估计（State Estimation）的计算方法，特别是如何利用卡尔曼滤波及其扩展版本来精确预测电池的荷电状态（SoC）和健康状态（SoH）。这对于提高电池的安全性和使用寿命至关重要。 能源系统中的数字孪生技术： 本章详细描述了如何为大型能源基础设施（如发电厂、风电场或区域供热网络）创建高保真数字孪生模型。这些模型结合了物理定律（第一性原理）和机器学习（数据驱动），用于进行前瞻性故障诊断、运行优化和“假设-检验”的场景模拟。 --- 本书特点： 本书的撰写风格严谨、逻辑清晰，面向具有扎实数学和基础科学背景的工程师、科研人员和决策者。它不是一本操作手册，而是一部深入理解前沿技术底层逻辑和计算范式的智库之作。通过对跨学科领域的深度融合与剖析，读者将能构建起对未来科技竞争格局的宏观认知框架。

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