آموزش شبیه سازی با نرم افزار r حرفه ای

بدون ديدگاه

آموزش شبیه سازی با نرم افزار r

در انتهای این آموزش، شما نه تنها به راحتی با R برنامه نویسی می کنید بلکه می … عمر کهکشان ها را با استفاده از شبیه سازی عددی بداند، یک مهندس می خواهد مدل سازی خود …
شبیه سازی چیست ؟ شبیه سازی یک ابزار قدرتمند برای طراحی و تحلیل سیستمها یا فرآیندهای پیچیده مهندسی است که به استفاده کنندگان از آن، امکان …

محاسبات علمی رویکردی مبتنی بر اطلاعات به منظور حل مساله با استفاده از مدل های ریاضیاتی و یا به کار بردن روش های تحلیل کمی به منظور تفسیر، تصویرسازی و حل مسائل علمی است. به طور کلی، دانشمندان و تحلیل گران داده، به دنبال درک پدیده های مشخص یا فرایندهای مختلف با استفاده از مشاهدات از آزمایش یا شبیه سازی هستند.

برای مثال، یک زیست شناس می خواهد بفهمد چه تغییری در بیان ژن برای تبدیل یک سلول سالم به سلول سرطانی لازم است، یک فیزیکدان می خواهد چرخه عمر کهکشان ها را با استفاده از شبیه سازی عددی بداند، یک مهندس می خواهد مدل سازی خود برای یک پدیده و یا آزمایشات خود را تحلیل کند تا به مدلی بهینه برای کاربردی خاص نزدیک شود. در تمام این مراحل محاسبات علمی مورد نیاز است، پس همان طور که می بینید شاخه های مختلف علوم و مهندسی تقریبا در تمام مراحل خود نیازمند محاسبات علمی هستند.

R یک زبان متن باز (Open source) بسیار کامل برای محاسبات علمی است که میزان استفاده از آن در شرکت ها و محیط های آکادمیک مختلف، موید این موضوع است. این زبان در ابتدا به عنوان یک ابزار برای مدل سازی آماری طراحی شده بود، اما در ادامه به ابزار قدرتمندی برای داده کاوی و تحلیل، تبدیل شد.

علاوه بر توابع و ابزار پایه ای R برای انجام محاسبات عددی و علمی، پکیج های متعددی برای طیف گسترده ای از ملزومات محاسبات علمی، مانند: روش های تصویری سازی داده، تحلیل داده و یادگیری ماشین برای آن نوشته شده است.

در این فرادرس، ما به دنبال یادگیری روش های ریاضیاتی و آماری برای محاسبات علمی هستیم، همچنین نحوه استفاده از R، برای ارزیابی عبارت های پیچیده حسابی و مدل سازی های آماری را خواهیم آموخت. در انتهای این آموزش، شما نه تنها به راحتی با R برنامه نویسی می کنید بلکه می توانید کدهای مربوط به پروژه های خود برای انجام محاسبات علمی را در آن بنویسید.

آموزش شبیه سازی با نرم افزار R

شبیه سازی چیست ؟

شبیه سازی یک ابزار قدرتمند برای طراحی و تحلیل سیستم­ها یا فرآیندهای پیچیده مهندسی است که به استفاده کنندگان از آن، امکان انجام آزمایش با سیستم­هایی را می­دهد که در عمل غیر ممکن یا پر هزینه هستند. به عنوان مثال قبل از پرتاب یک ماهواره عملیات پرتاب در شرایط مختلف بارها شبیه سازی می­شود تا هزینه­ها به حداقل برسد.

به عنوان مثالی دیگر فرض کنید بخواهیم طول عمر لامپ­های تولیدی کارخانه­ای را برآورد کنیم. برای این کار باید نمونه­ای تصادفی از لامپ های تولیدی کارخانه را انتخاب کرده و طول عمر آن ها را یادداشت کنیم، سپس بر اساس برآوردگر مناسب، تتا هت را به عنوان برآورد طول عمر محاسبه کنیم. ممکن است تتا هت  برآورد خوبی برای طول عمر لامپ­های کارخانه نباشد، بنابراین بهتر است قبل از نمونه گیری، با استفاده از داده­های تصادفی طول عمر لامپ­ها را از طریق شبیه سازی برآورد کرده و مقادیر مختلف  تتا هت را محاسبه کنیم.

شبیه سازی در آمار از قرن بیستم مطابق با شروع انتشار رادیو و تلویزیون آغاز شده است. همانطور که استفاده از این وسایل در زندگی هر کسی معمول و متداول شده، استفاده از شبیه سازی نیز در بسیاری از شاخه­های علم آمار گسترش یافته است.

از کاربردهای شبیه سازی در آمار می­توان به تولید داده­های تصادفی از توزیع­های گسسته یا پیوسته، تولید اعداد شبه تصادفی (تصادفی)، محاسبه (تقریب) انتگرالها، محاسبه (تقریب) احتمالات پیچیده و محاسبه (تقریب) امید ریاضی توابعی از متغیرهای تصادفی اشاره کرد.

برای پاسخ به سوالاتی که نظریه آمار برای آن جوابی ندارد نیز می­توان از شبیه سازی استفاده کرد و جواب تجربی بدست آورد.

در این اسلاید آموزشی مبحث شبیه سازی آماری در ۳ فصل و ۱۰۰ صفحه به همراه آموزش کاربردی نرم افزار R توضیح داده شده است . تمامی قسمت ها با مثال و تحلیل کامل خروجی نرم افزار R همراه شده اند .

فصل های ۳ گانه این فایل آموزشی شامل موارد زیر می باشند :

مقدمه

فصل اول : تولید اعداد تصادفی

۱ – ۱ اعداد تصادفی و شبه تصادفی

۱ – ۲ روش توان دوم ارقام میانی

۱ – ۳ روش های همنهشتی

فصل دوم : شبیه سازی توزیع های احتمال

۲ – ۱ مقدمه

۲ – ۲ شبیه سازی توزیع های گسسته

۲ – ۳ شبیه سازی توزیع های پیوسته

فصل سوم : محاسبات تقریبی با شبیه سازی

۳ – ۱ محاسبه تقریبی امید ریاضی

۳ – ۲ محاسبه تقریبی انتگرال ها

۳ – ۳ محاسبه تقریبی احتمالات

نوشتن دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

نوزده − 18 =