中等职业教育农业部规划教材·数学（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:145

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出版时间:2002-1

价格:12.00元

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isbn号码:9787109076846

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• 中等职业教育
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科技前沿与未来工程：面向新世纪的跨学科探索 本书籍简介 本书并非关于中等职业教育或特定学科的教材，而是聚焦于当前科技革命浪潮中，跨学科交叉领域的前沿研究与工程实践。我们致力于为对未来科技发展、复杂系统工程以及新兴技术应用抱有浓厚兴趣的读者，提供一个深入且具有前瞻性的知识框架。全书内容涵盖了人工智能（AI）的底层逻辑、先进材料科学的突破性进展，以及可持续发展背景下的智能制造与能源转型等多个关键领域。 第一部分：计算智能与认知科学的融合 本部分深入剖析了现代人工智能系统的构建基石。我们避开了基础的算术或代数概念，转而探讨深度学习模型背后的复杂数学结构——如高维向量空间、拓扑数据分析在特征提取中的应用，以及概率图模型在不确定性推理中的核心地位。 第一章：深度神经网络的结构与优化 本章详细介绍了卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）及其变体，如Transformer架构的原理与设计哲学。重点讨论了梯度优化算法（如AdamW、AdaBelief）在处理大规模数据集时的收敛性与泛化能力。书中包含了对激活函数（如Swish、Mish）在提升非线性表达能力方面的实证分析，并辅以实际代码示例，展示如何利用现代计算框架（如PyTorch的动态计算图）高效地构建和调试复杂的网络结构。我们关注的是模型层面的抽象与优化，而非基础的数学运算教学。 第二章：可解释性人工智能（XAI）与伦理边界 随着AI系统在关键决策领域（如医疗诊断、金融风控）的应用日益广泛，理解“黑箱”内部运作机制变得至关重要。本章探讨了LIME、SHAP等局部与全局解释方法的数学基础，并讨论了因果推断在建立稳健AI模型中的作用。此外，还审视了数据偏差、算法歧视等伦理问题，并介绍了联邦学习（Federated Learning）在保护数据隐私方面的技术路径。 第二部分：先进材料科学与微观制造 本部分将目光投向了物质世界的最前沿，探讨了通过精确控制原子和分子尺度来实现宏观功能飞跃的新型材料与制造技术。 第三章：量子材料与拓扑绝缘体 本章超越了传统材料学的范畴，聚焦于探索具有奇异电子特性的材料。内容涉及布洛赫波函数、能带理论在预测新材料性质中的应用。重点阐述了拓扑绝缘体、Weyl半金属等概念，以及如何利用这些材料实现低能耗电子器件和量子计算的初步尝试。书中涉及的物理概念，如体边对应和拓扑不变量，要求读者具备一定的线性代数和量子力学基础。 第四章：增材制造（3D打印）的工艺集成与性能表征 本书探讨了从激光选区熔化（SLM）到电子束熔融（EBM）等先进增材制造技术的物理过程建模。关键在于如何通过优化激光功率、扫描策略和粉末材料配比，来控制熔池的冷却速率、晶粒结构以及由此产生的残余应力。内容包括缺陷（如孔隙率）的无损检测技术，以及如何对复杂几何结构的疲劳寿命和断裂韧性进行预测性仿真。 第三部分：复杂系统的建模与可持续工程 本部分关注如何利用跨学科工具，应对环境、能源和城市化带来的复杂挑战，强调系统思维的重要性。 第五章：智能电网与能源系统的动态优化 本书以现代能源基础设施的复杂性为背景，探讨了如何将分布式可再生能源（风能、太阳能）平稳集成到现有电网中。核心内容包括随机过程在负荷预测中的应用、基于强化学习的微电网能量管理系统（EMS）的设计，以及电网的鲁棒性分析（如暂态稳定性和电压稳定性）。这里关注的是系统的动态平衡与控制策略的制定，而非基础的电路计算。 第六章：数字孪生（Digital Twin）在基础设施管理中的应用 本章详细介绍了构建高保真数字孪生模型的全流程，从物理资产的传感器数据采集（IoT），到构建高精度三维模型（BIM/CAD），再到实时数据流的处理与可视化。重点阐述了如何利用多物理场耦合仿真技术，对大型桥梁、风力涡轮机或复杂生产线进行健康监测、故障预测与寿命评估。内容涉及时间序列分析、空间插值技术以及云计算平台下的数据融合架构。 第七章：供应链的韧性与区块链技术的集成 本章探讨了全球化供应链的脆弱性，并提出利用分布式账本技术（DLT）增强其透明度和可追溯性。我们分析了区块链在实现供应链金融自动化和应对突发中断（如自然灾害或地缘政治冲击）时的作用。核心技术讨论集中于共识机制的性能评估、智能合约的逻辑设计，以及在海量交易数据中保证数据一致性的挑战。 本书的读者定位与价值 本书面向具有一定科学或工程背景，渴望了解当前科研热点和未来产业方向的专业人士、高年级本科生及研究生。它旨在提供一个高屋建瓴的视角，连接不同学科之间的理论桥梁，侧重于高级抽象、系统集成与前沿应用，而非任何基础学科的入门教学。阅读本书，读者将能掌握理解和参与未来科技创新的核心工具和思维模式。

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