Koncepce informatické fyziky 2

Kurz podává přehled nekonvenčních informačních a výpočetních technologií s akcentem na současné i potenciální aplikace ve fyzikálních oborech.

Osnova přednášek:

Technika pro informatickou fyziku:

informační a komunikační technologie, integrované výpočetní systémy, vysokovýkonná výpočetní technika, grid computing, cloud computing. Algoritmická fyzika: fraktály, celulární automaty, genetické algoritmy, evoluční počítání. Zdroje dat a vědecká vizualizace : vědecké databáze, programové knihovny, techniky dolování dat, multidimensionální vizualizace. Částicová simulace: molekulární dynamika, kinetické modelování, metoda Monte Carlo, kvantová stochastická simulace. Týmový projekt 1: Zpracování prezentačního / výukového programu

Techniky intenzivního počítání:

numerické metody pro paralelní systémy, jazyky pro paralelní systémy, automatická paralelizace. Aplikace umělé inteligence: expertní systémy, systémy pro řešení problémů, umělá inteligence a intenzivní počítání, kvalitativní usuzování a modelování / simulace. Vybrané aplikace informatické fyziky : fyzika vysokoparametrového plazmatu, počítačová jaderná fyzika, počítačová astrofyzika. Perspektivy výpočetní techniky: multipetaflopové systémy, fotonické počítače, biopočítače, kvantové počítání.Týmový projekt 2: Analýza, modifikace a aplikace komplexního simulačního programu.

 Cíle studia:

 Znalosti:

• Nekonvenčními výpočetní technologie s akcentem na současné i potenciální aplikace ve fyzikálních oborech.

Schopnosti:

• Student získá přehled v základních numerických algoritmech, paralelizaci, algoritmické fyzice a vizualziaci. Algortimy dokáže implementovat a aplikovat na vybrané úlohy.

Povinná literatura:

• R.H. Landau, M.J. Paéz, C.C. Bordeianu: A Survey of Computational Physics. Princeton University Press 2008. ISBN 978-0-691-13137-5
• R.H. Landau, M.J. Paéz, C.C. Bordeianu: A Survey of Computational Physics. Python Multimodal eBook. http://physics.orst.edu/~rubin/Books/eBookWorking/
• D.A. Bader (Editor): Petascale Computing: Algorithms and Applications. Chapman & Hall / CRC 2007. ISBN 978-1-584-88909-0 (vybrané kapitoly)

Doporučená literatura:

• H. Fehske, R. Schneider , A. Weisse (Editors): Computational Many-Particle Physics. Springer 2008. ISBN 978-3-540-74685-0. Paperback: Springer 2010, ISBN 978-3-642-09414-9 (vybrané kapitoly).
• S. Russel, P. Norvig: Artificial Intelligence: A Modern Approach. 3rd Ed. Prentice Hall 2009. ISBN 978-0-13-604259-4 (vybrané kapitoly).