The Oxford Users' Guide to Mathematics is one of the leading handbooks on mathematics available. It presents a comprehensive modern picture of mathematics and emphasises the relations between the different branches of mathematics, and the applications of mathematics in engineering and the natural sciences. The Oxford User's Guide covers a broad spectrum of mathematics starting with the basic material and progressing on to more advanced topics that have come to the fore in the last few decades. The book is organised into mathematical sub-disciplines including analysis, algebra, geometry, foundations of mathematics, calculus of variations and optimisation, theory of probability and mathematical statistics, numerical mathematics and scientific computing, and history of mathematics. The book is supplemented by numerous tables on infinite series, special functions, integrals, integral transformations, mathematical statistics, and fundamental constants in physics. It also includes a comprehensive bibliography of key contemporary literature as well as an extensive glossary and index. The wealth of material, reaching across all levels and numerous sub-disciplines, makes The Oxford User's Guide to Mathematics an invaluable reference source for students of engineering, mathematics, computer science, and the natural sciences, as well as teachers, practitioners, and researchers in industry and academia.

This simple-to-follow textbook/reference provides an invaluable guide to object-oriented C++ programming for scientific computing. Through a series of clear and concise discussions, the key features most useful to the novice programmer are explored, enabling the reader to quickly master the basics and build the confidence to investigate less well-used features when needed. The text presents a hands-on approach that emphasizes the benefits of learning by example, stressing the importance of a clear programming style to minimise the introduction of errors into the code, and offering an extensive selection of practice exercises. This updated and enhanced new edition includes additional material on software testing, and on some new features introduced in modern C++ standards such as C++11. Topics and features: presents a practical treatment of the C++ programming language for applications in scientific computing; reviews the essentials of procedural programming in C++, covering variables, flow of control, input and output, pointers, functions and reference variables; introduces the concept of classes, showcasing the main features of object-orientation, and discusses such advanced C++ features as templates and exceptions; examines the development of a collection of classes for linear algebra calculations, and presents an introduction to parallel computing using MPI; describes how to construct an object-oriented library for solving second order differential equations; contains appendices reviewing linear algebra and useful programming constructs, together with solutions to selected exercises; provides exercises and programming tips at the end of every chapter, and supporting code at an associated website. This accessible textbook is a "must-read" for programmers of all levels of expertise. Basic familiarity with concepts such as operations between vectors and matrices, and the Newton-Raphson method for finding the roots of non-linear equations, would be an advantage, but extensive knowledge of the underlying mathematics is not assumed.

Economists are increasingly using computer simulations to understand the implications of their theoretical models and to make policy recommendations. New model solution techniques are required to deal with the increasingly important role of dynamics and uncertainty in macroeconomics. This book consists of articles by leading contributors in the field showing how to use these techniques in the context of standard macroeconomic models.

This book provides an introduction to Monte Carlo simulations in classical statistical physics aimed both at students beginning work in the field and at more experienced researchers who wish to learn more about Monte Carlo methods. The material covered includes methods for both equilibrium and out of equilibrium systems, and common algorithms like the Metropolis and heat-bath algorithms. Also discussed are more sophisticated methods such as continuous time Monte Carlo, cluster algorithms, multigrid methods, entropic sampling and simulated tempering.

A complete guide to creating usable, realistic game characters with two powerful tools

Creating viable game characters requires a combination of skills. This book teaches game creators how to create usable, realistic game assets using the power of an open-source 3D application and a free game engine. It presents a step-by-step approach to modeling, texturing, and animating a character using the popular Blender software, with emphasis on low polygon modeling and an eye for using sculpting and textures, and demonstrates how to bring the character into the Unity game engine. Game creation is a popular and productive pursuit for both hobbyists and serious developers; this guide brings together two effective tools to simplify and enhance the processArtists who are familiar with Blender or other 3D software but who lack experience with game development workflow will find this book fills important gaps in their knowledgeProvides a complete tutorial on developing a game character, including modeling, UV unwrapping, sculpting, baking displacements, texturing, rigging, animation, and exportEmphasizes low polygon modeling for game engines and shows how to bring the finished character into the Unity game engine

Whether you're interested in a new hobby or eager to enter the field of professional game development, this book offers valuable guidance to increase your skills.

Gestalten Sie beeindruckende virtuelle Welten mit den Techniken der 3D-Grafik am Personal Computer durch die Anwendung bewahrter Verfahren der professionellen Fotografie und des Grafik-Designs. Uber die Konstruktion virtueller 3D-Modelle hinaus lernen Sie den gekonnten Umgang mit virtueller Kamera, Licht und Materialien bis hin zu uberzeugenden Animationen komplexer Szenen mit Autodesk 3D Studio MAX 1.x, Caligari trueSpace 2.x und RayDream Designer 4.

Der Einsatz von Software-Entwicklungsumgebungen in Unternehmen ist heute eine zentrale Aufgabe des Informationsmanagements. Das vorliegende Buch bietet eine umfassende Beschreibung der Vorgehensweise bei der Auswahl und Einf}hrung integrierter CASE-Umgebungen; dar}ber hinaus werden erste Erfahrungen mit einzelnen CASE-Werkzeugen vorgestellt. Grundlagen f}r das Buch sind das Standardisierungsprojekt SEU-IS, das sich mit der Standardisierung der Softwareentwicklung f}r Fach- und F}hrungsinformationssysteme der Bundeswehr besch{ftigt, sowie die Umsetzung der Standardisierungsergebnisse in die Praxis. Die hier zusammengestellten Ergebnisse des Projekts bieten dem DV-Praktiker ebenso wie dem Forscher eine F}lle von Informationen zur Integration von Projektmanagement, Konfigurationsmanagement, Qualit{tssicherung und Softwareerstellung in der computerunterst}tzten Softwareentwicklung.

The application of mathematical models to molecules has now reached maturity. Scientists as diverse as astrophysicists, biologists, chemists, materials scientists and zoologists can reach for their PC, Mac or laptop to model molecular phenomena of unbelievable complexity.
Following the highly successful first edition of Modelling Molecular Structures, this newly updated edition is your guide through the myriad of applications for molecular modelling. This easy-to-read, highly illustrated text covers all areas of molecular modelling, including molecular dynamics, quantum mechanics, and the Hartree-Fock self-consistent field model, providing background information and critically discussing the latest techniques in the field.
Covering developments in the field since the first publication, this title also includes updated text and new material on:

• Molecular Dynamics

• Dealing with the Solvent

"This book is written with the reality of biology students and their apprehension about mathematics in mind. The applications of mathematical models to real biological problems are not contrived, as they are in a number of other texts. And the biology examples are taken from the current literature--a wonderful help to those who will be teaching with this book."--Jim Keener, University of Utah, author of "Principles of Applied Mathematics" and "Mathematical Physiology"

""Dynamic Models in Biology" is a new and significant contribution to the field. Very well written and clearly presented, it fulfills its goal of bringing dynamic models into the undergraduate biology curriculum. Indeed it puts biology first, and then seeks to show how biological phenomena can be explained in mathematical terms."--Martin Henry H. Stevens, Miami University

"This excellent book is a major contribution to the literature. Strong biologically and mathematically, well-organized, and engagingly written, it introduces the subject of dynamical models in biology in as coherent a way as I have seen anywhere. Few authors could approach this topic as authoritatively as do Ellner and Guckenheimer."--Simon Levin, Princeton University, author of "The Importance of Species" and "The Encyclopedia of Biodiversity"

Learn how to animate using the world's most advanced free software for 3D content creation Key Features * Master the essentials of 3D animation with enjoyable step-by-step exercises * Get inspired by expert techniques used by professional Blender animators * Learn unique Blender insights and secrets that you won't find in its documentation Book Description Blender's supportive community and powerful feature set make it an indispensable tool for creating 3D animations. Completely free and open source, Blender holds its own against other 3D applications that cost hundreds, even thousands of dollars. However, learning the software can be a challenge as Blender is known for its complex interface, and animation is not an easy subject to begin with.! If you want to get into 3D animation but don't know where to begin, Realizing 3D Animation in Blender will help you overcome these challenges by taking a practical approach to demystifying both the theories of 3D animation and the many animation workflows specific to Blender. With detailed explanations of exercises and a sharp focus on the animation process, this book will help you learn everything you need to set out on your path to becoming a 3D animator. It's much more than just an introduction. The book covers complex concepts in an easy-to-follow manner, and shows you how to avoid common errors that novice animators are prone to making. By the end of this Blender 3D animation book, you'll have gained the knowledge, experience, and inspiration to start creating impressive 3D animations on your own. What you will learn * Become well-versed with the simple rules of keyframing and interpolation * Understand the function and behavior of Blender's animation curves * Set up object relationships * Pose an advanced character rig * Bring a character to life with Blender 3D character animation * Explore advanced features such as physics simulation * Get to grips with Blender's mysterious non-linear animation tool * Render animations the professional way Who This Book Is For This book guides you in working with Blender's latest animation tools from the ground up. If you have a background in art or animation in other software, this book will help you transition to Blender. You'll find this book useful even if you are new to 3D art. No prior art skills or experience with Blender are necessary to get started.

Helps you ensure that your simulations are appropriate representations of real-world systems. The book concentrates on the differentiation between the assessment of a simulation tool and the verification and validation of general software products. It is a systematic, procedural, practical guide that you can use to enhance the credibility of your simulation models. In addition, it is a valuable reference book and a road map for software developers and quality assurance experts, or as a text for simulation methodology and software engineering courses.
This book details useful assessment procedures and phases, discusses ways to tailor the methodology for specific situations and objectives, and provides numerous assessment aids. The reader can use these aids to support ongoing assessments over the entire life cycle of the model.

In this book the authors describe the main computer modelling techniques that, having gained universal acceptance, constitute the basic framework of modern power system analysis. Some basic knowledge of power system theory, matrix analysis and numerical techniques is presumed, although several appendices and many references have been included to help the uninitiated to pick up the relevant background. An introductory chapter describes the main computational and transmission system developments which influence modern power system analysis. This is followed by three chapters on the subject of load or power flow with emphasis on the Newton-Raphson fast-decoupled algorithm. Chapter 5 describes the subject of a.c. system faults. The next two chapters deal with the electromechanical behaviour of power systems. Chapter 6 describes the basic dynamic models of power system plant and their use in multi-machine transient stability analysis. More advanced dynamic models and a quasi-steady-state representation of large converter plant and h.v.d.c. transmission are developed in Chapter 7. A description of the Electromagnetic Transients Program with the marriage between "Bergeron's and Trapezoidal" methods is presented in Chapter 8, and a generalization of the multi-phase models described in Chapter 3 is used in Chapter 9 as the framework for harmonic flow analysis. Chapter 10 describes the state of the art in power system security and optimization analysis. Finally, Chapter 11 deals with recent advances made on the subject of interactive power system analysis and developments in computer graphics with emphasis on the use of personal computers.

Das aktuelle Wissen der Welt im Spiegel einer Weltausstellung: Wie stellt man das dar und wie macht man es Interessierten zugAnglich - in der Ausstellung, in Publikationen, im Funk und A1/4ber das Internet? Was man alles auf einer Weltausstellung an der Schwelle zum dritten Jahrtausend sehen und erfahren kann, sprengt in FA1/4lle und Vielfalt jeden individuell faAbaren Rahmen. Schmitz-Esser zeigt in seinem Buch, wie der Besucher wahlweise in vier Sprachen die Weltausstellung erleben und die Quintessenz davon mitnehmen kann. ErmAglicht wird dies durch das Konzept des virtuellen "Wissens in der Kapsel," das so aufbereitet ist, daA es in allen gAngigen medialen Formen und fA1/4r unterschiedlichste Wege der Aneignung eingesetzt werden kann. Die LAsung ist nicht nur eine Sache der Informatik und Informationstechnologie, sondern vielmehr auch eine Herausforderung an Informationswissenschaft und Computerlinguistik. Das Buch stellt Ziel, Ansatz, Komponenten und Voraussetzungen dafA1/4r dar.

Das Lehrbuch stellt den interdisziplinaren Bereich Medizinische Bildverarbeitung erstmals zusammenfassend, systematisch und vollstandig dar.
Es ist von erfahrenen Autoren aus der Informatik, Medizin, Mathematik, Physik und Elektrotechnik verfasst, die in diesen Disziplinen forschen und lehren.
Entsprechend aktuell, inhaltlich ausgewogen und lerngerecht vermitteln sie den Wissensstoff - von den technischen Grundlagen uber Bilderzeugung und Bildwahrnehmung zu den mathematischen Modellierungen und den Algorithmen, mit denen heute medizinische Bilder verarbeitet werden.
Ein klarer Informationsvorsprung fur Studenten und Praktiker in allen Bereichen der medizinischen Bildverarbeitung
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Das Werk bietet einen Uberblick uber die aktuelle Forschung auf dem Gebiet der Robotik. Das Spektrum reicht von neuen Anwendungen von Servicerobotern bis zur Analyse von Multirobotersystemen, bei denen Aspekte der Kooperation und Simulation im Vordergrund stehen.

In Computeranimation und virtueller Realitat geht es neben optischer Darstellungsqualitat auch darum, dynamische Anderungen (Bewegung, Verformung, etc.) realistisch wiederzugeben. Das Buch liefert einen Uberblick uber die Methoden von Modellierung und Simulation dynamischer Prozesse in virtuellen, computergenerierten Welten. Das umfasst die Dynamik von Mehrkorpersystemen, kinematischen Strukturen und verformbaren Objekten bis hin zu virtuellen "Lebewesen". Dabei werden neben den technischen Grundkonzepten aktuelle Ansatze aus der Forschung dargestellt.

net. Der Lebenszyklus einer Wissensbasis erweist sieh als geeignetes Gliede rungsprinzip, anhand des sen sich die Darstellung vorhandener und neuer Arbei ten strukturieren und in einen groBeren Kontext einordnen HiBt. Damit wird dem Leser ein Methodenrepertoire filr die verschiedenen Phasen des Lebenszyklus einer Wissensbasis zur Verfilgung gestellt. Jeder Phase ist ein eigenes Kapitel gewidmet, in dem der Stand der Technik im Bereich des maschinellen Lernens dargestellt wird. AuBerdem wird gezeigt, welche unterschiedlichen Anforderun gen an maschinelle Lernsysteme fOr die verschiedenen Phasen bestehen. Urn den ohnehin weit gesteckten thematischen Rahmen nicht zu sprengen, wer den schwerpunktmaBig Ansatze vorgestellt und diskutiert, die durch eine symbo lische Reprasentation und Verarbeitung von Wissen charakterisiert sind. Lern strategien, die numerische Reprasentationsformen nutzen, insbesondere Evolu tionsstrategien Schwefel, 1981], neuron ale Netze Rosenblatt, 1958; Kosko, 1992] und Fuzzy-Systeme Zadeh, 1965; Reusch, 1994], werden hier also nieht behandelt. Das System LEDA I zum Lernen von Makrooperatoren unterstiitzt die Daten pfadsynthese innerhalb des Entwurfs integrierter Schaltungen. Dabei wird mit dem induktiv gelernten Wissen eine funktionale Hardware-Beschreibung in eine strukturelle iibersetzt. Wahrend herkommliche Arbeiten zum Lernen von Design-Wissen auf Makrooperatoren filr die schrittweise Verfeinerung der eingegebenen Beschreibung beschrankt sind, werden bei LEDA erstmals Makrooperatoren filr den machtigeren Transformationsansatz akquiriert. Ferner zeichnet sich LEDA durch eine explizite Reprasentation und Verar beitung von Optimierungszielen (Objectives) innerhalb der Performanzkom ponente aus. Die Beriicksichtigung solcher Ziele ist eine unverziehtbare For derung filr viele komplexe Design-Probleme. LEDA unterstiitzt primae die Phase der Wissensbasiserweiterung und tragt dariiber hinaus zu den Phasen Wissensbasiseinsatz und -initialisierung bei."

Der Autor beschaftigt sich in diesem Band mit Methoden zur Visualisierung von Ergebnissen numerischer Stromungssimulationen. Er beschreibt die grundlegenden Algorithmen fur eine effiziente Implementierung. Sein besonderes Augenmerk gilt dabei der kritischen Untersuchung von Qualitat und Aufwand alternativer Verfahren. Die Palette der beschriebenen Techniken reicht vom direkten Volumenrendern bis zur Stromungsvisualisierung als virtueller Realitat. In Anwendungsbeispielen aus den Bereichen Maschinenbau, Umweltsimulation und Medizin werden die Visualisierungstechniken demonstriert.

Der vorliegende Band beschaftigt sich mit neuen Aspekten der Interaktion in der technisch-wissenschaftlichen Datenvisualisierung und in Echtzeitsystemen zur Visualisierung virtueller Umgebungen. Ziel des Buches ist es, neue Interaktionstechniken fur die Visualisierung bereitzustellen und Methoden zu entwerfen, die Interaktion mit der Datensemantik ermoglichen, wobei datenflussorientierte Systemarchitekturen besonders berucksichtigt werden. Weiterhin werden Mechanismen zur Interaktionssteuerung virtueller Umgebungen entwickelt, die dem Echtzeitanspruch und der Mehrdimensionalitat solcher Systeme genugen. Besonderes Interesse wurde hierbei einer sensorunabhangigen Geratesteuerung gewidmet.

Seit einigen Jahren entwickelt sich Computersimulation zu einem unentbehrlichen Werkzeug in der Planung von Produktionssystemen, Unternehmenslogistik und Produktionsplanung und -steuerung. Systeme, die mit dieser Technik analysiert und gesteuert werden, wurden in den letzten Jahren stark verAndert. Automatisierte, komplexe Produktionssysteme, dezentrale Organisationsstrukturen, schlanke Produktion und der "kontinuierliche VerbesserungsprozeA"in der Produktion - das alles stellt auch neue Anforderungen an die Simulationstechnik und ihre Benutzer. Das Buch fA1/4hrt in die Simulationstechnik und ihre theoretischen Grundlagen ein und gibt einen Aoeberblick A1/4ber Methodik und Anwendungen. Es dient Studenten als Lehrbuch und hilft Ingenieuren und Planern in Betrieben, die sich in die Thematik einarbeiten wollen.

Dieses Buch vermittelt die gangigen Methoden der Modellbildung und Analyse verteilter Systeme, die in der Leistungsbewertung von Rechner- und Kommunikationssystemen sowie von Fertigungssystemen angewendet werden. Zunachst werden die Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung, der stochastischen Prozesse, der Markov- und der Erneuerungsprozesse behandelt, die zum Verstandnis der analytischen Leistungsbewertungsverfahren erforderlich sind. Grundmodelle der klassischen Nachrichtenverkehrstheorie und des Operations Research werden eingehend beschrieben, wobei Modellierungs- und Anwendungsaspekte im Vordergrund stehen. Abschliessend werden moderne Analysemethoden vorgestellt, z.B. zeitdiskrete Analyseverfahren und Algorithmen sowie die Klasse der matrixanalytischen Methoden.

Dieses Buch beschreibt die aktuellen Einsatzmoglichkeiten neuronaler Netze fur technische Anwendungen. Neben einer Kurzeinfuhrung in das grundlegende Verstandnis neuronaler Netze bietet es eine Ubersicht uber Anwendungen aus unterschiedlichen Gebieten, bei denen mit neuronalen Netzen bessere Ergebnisse erzielt wurden als mit herkommlichen Verfahren. Im einzelnen wird der schrittweise Aufbau eines komplexen Systems mit Hilfe neuronaler Netze gezeigt. Fur einen tieferen Einstieg in diese erfolgversprechende Technologie und zur Unterstutzung der Entwicklungsarbeit werden ausfuhrliche Hinweise auf weiterfuhrende Literatur und auf Werkzeuge gegeben.
Das Buch wendet sich sowohl an Anwender in der Industrie als auch an praxisorientierte Forscher und Studenten."

Die Grundlagen der Regelungsteclutik gehOren weiterhin zum Grundwissen eines In genieurs und werden in seinem Berufsleben frillier oder spater von ibm verlangt. Es gibt eine Vielzahl von Lehrbiichem zu diesem Thema, die diese Grundlagen von verschiedenen Standpunkten aus darlegen. Mit diesem Buch wird versucht, die grund legenden Begriffe und Verfahren der klassischen Regelungstechnik darzustellen und durch das beigefiigte Simulationsprogramm zu veranschaulichen. Damitwird dem Leser die Maglichkeit gegeben, nicht nur die Theorie zu studieren, sondem auch zu experi mentieren. Durch die Simulationsexperimente solI dem Leser geholfen werden, die theoretischen Zusammenhiinge tiefer zu verstehen und durch visue11e Prasentation bes ser zu verarbeiten. Durch zahlreiche und verschiedenartigeAufgaben kann sich der Leser die Anwendungstrategien der betrachteten Verfahren aneignen. Urn die Inhalte des Buches zu verstehen, sind die minimalen Kenntnisse der haheren Mathematik erforderlich. Jedes Kapitel des Buches stellt eine Einfiihrung in das jeweilige Gebiet dar. Ich habe dabei versucht, die theoretischen Grundlagen durch zahlreiche Beispiele zu illustrieren . . 1m ersten Kapitel wird die Wirkungsweise einer Regelung erlautert. Die Kapitel zwei und drei behandeln die Analyse der linearen Ubertragungsglieder im Zeitbereich, im Bildbereich der Laplace-Transformation und im Frequenzbereich. Dabei wird ausfiihr lich aufwichtige Fragen wie das Aufstellen, Linearisieren und Normieren der Gleichun gen und deren Uisung eingegangen. Hier wird das Fundament fUr weitere Betrachtun gen gelegt."

Even if you've never touched a 3D printer, these projects will excite and empower you to learn new skills, extend your current abilities, and awaken your creative impulses. Each project uses a unique combination of electronics, hand assembly techniques, custom 3D-printed parts, and software, while teaching you how to think through and execute your own ideas. Written by the founder of Printrbot, his staff, and veteran DIY authors, this book of projects exemplifies the broad range of highly personalized, limit-pushing project possibilities of 3D printing when combined with affordable electronic components and materials. In Make: 3D Printing Projects, you'll: Print and assemble a modular lamp that's suitable for beginners--and quickly gets you incorporating electronics into 3D-printed structures. Learn about RC vehicles by fabricating--and driving--your own sleek, shiny, and fast Inverted Trike. Model a 1950s-style Raygun Pen through a step-by-step primer on how to augment an existing object through rapid prototyping. Fabricate a fully functional, battery-powered screwdriver, while learning how to tear down and reconstruct your own tools. Get hands-on with animatronics by building your own set of life-like mechanical eyes. Make a Raspberry Pi robot that rides a monorail of string, can turn corners, runs its own web server, streams video, and is remote-controlled from your phone. Build and customize a bubble-blowing robot, flower watering contraption, and a DIY camera gimbal.