《随机过程教程讲义》是一本系统介绍随机过程理论及其应用的教学资料,涵盖基础概念、模型构建及实际案例分析,适用于科研与教学。


### 随机过程讲义知识点解析

#### 马尔可夫链的基本概念与性质

马尔可夫链是一种重要的随机过程模型,其特点在于系统在任一时刻的状态仅依赖于前一个状态而与其他历史无关。
这种特性使得马尔可夫链被广泛应用于统计学、计算机科学、物理学和工程学等领域。


**一步转移概率矩阵与状态关系**

讲义中通过具体例子展示了如何构建一步转移概率矩阵,并分析了各个状态之间的相互联系。
例如,对于一个包含{0,1,2,3}的状态集的马尔可夫链,其一步转移概率矩阵如下所示:

[
P = begin{pmatrix}
1/2 & 1/2 & 0 & 0 \1/4 & 1/4 & 1/4 & 1/4 \0 & 0 & 0 & 1
end{pmatrix}
]

通过分析矩阵中的元素,可以得知状态0和状态1之间存在互达性(即两者间可相互转换),而从状态2可以到达其他所有状态,但一旦进入状态3,则永远停留在那里。
因此,状态3是一个吸收态。


#### 遍历性与平稳分布

遍历性是马尔可夫链的重要性质之一,表示在长时间运行后每个状态的访问频率趋于稳定值,显示出系统的长期行为模式。
而平稳分布则描述了这一稳定的概率分布情况。


讲义中讨论了两种不同的一步转移矩阵,并分析它们是否具有遍历性。
第一种情况下该马尔可夫链具备遍历性并计算出了其平稳分布(pi),满足条件(pi P = pi);
而在第二种情形下,由于n步转移矩阵显示随时间变化而不收敛的特性,因此不具备遍历性。


#### 泊松过程的定义等价性

泊松过程是一种关键随机模型,在描述独立且发生率恒定事件的时间间隔方面具有独特性质。
讲义中提出了两种不同的泊松过程定义,并通过Kolmogorov微分方程验证了这两种定义的一致性。


具体而言,通过对短时间内的行为分析导出了泊松过程的微分方程,该推导基于两个基本特性:事件的发生是独立且在短时间内发生率恒定。
这不仅证明了两种定义之间的等价关系,也加深了对泊松过程内在机制的理解。


这份随机过程讲义深入浅出地讲解了马尔可夫链和泊松过程的核心概念及其应用,并通过实例分析帮助读者理解这些模型的数学基础与实际意义,在学术研究及工业应用中都具有重要价值。
2025/9/18 21:33:05 1.41MB 讲义基础,提高,升华
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没有一项物理学基本定律指出时间应该只“前进”而不“后退”,但我们却从未见识过时间逆转的现象,类似破裂的鸡蛋突然间重新复原,温水中形成冰块这样的事情不过是科幻影片中的情节。
一项新研究显示,时间箭头是量子力学“健忘症”的一种结果,这种“健忘症”擦除了时间逆转留下的所有痕迹。
熵越高信息越少形象地说,我们的时间感被热力学第二定律“捕获”。
根据这一定律,包括从一个被隔绝的盒子内的粒子到整个宇宙的任何封闭系统,都只会朝着更为混乱的局面发展。
代表混乱程度的状态量——熵只会呈上升趋势。
在一个由大型物体构成的世界,不断提高的熵伴随着热量流动出现,热量总是从高温物体传向低温物体。
此外,熵的变化也可以被描述为一种信息流动:系统内的熵越高,所包含的信息就越少。
在量子世界,当在更大程度上与外部世界纠结在一起时,一满盒粒子将在熵增加的同时失去信息。
在外部观察这个盒子的人可能在更大程度上与之纠缠在一起。
这种纠缠涉及到粒子所含信息的流失,提高了观察者获取的信息量。
麻省理工学院的洛伦佐·马科纳表示,在这种情况下,熵的不断升高以及热力学第二定律可能只是一种假象,一种量子力学产物。
可发生不留痕根据量子力学定律,时间应呈现出对称性,既会“前进”,也会“后退”。
马科纳说:“如果仔细分析这些定律,你就会发现与时间逆转有关的一切过程都可以发生,但这些过程却没有留下任何曾经发生过的痕迹。
”马科纳表示,在熵呈减少趋势的系统内,事件与观察者之间的连接或者纽带被擦除。
由于缺少这种信息,作为观察者的我们无法捕捉到时间逆转事件。
正如他所指出的那样,破碎的鸡蛋可能重新复原,但由于与之有关的信息未能保存下来,我们无法看到这一过程。
给人的感觉是,这些信息好像从我们的记忆中被删除了一样。
将粒子的量子力学属性扩展到鸡蛋的宏观世界存在问题。
马科纳表示,在这种日常尺度下,量子力学的作用范围必须超出原子层面,但我们没有证据证明存在更大尺度下的量子力学属性。
存在多个平行宇宙马科纳说,如果量子力学存在多个世界的理论是正确的,类似这样的假设便可能成立。
根据多世界理论,宇宙实际上由多个平行宇宙构成,任何一种物理学可能性都可以在平行宇宙上存在。
伊利诺斯州大学香槟分校物理学家迈克尔·魏斯曼表示:“热力学第二定律的时间不对称与我们对这个世界的认识之间的关系以前就曾被讨论过,但却是以一种非常不正式的方式,进而为这一论点打下更为坚实的基础。
”但魏斯曼同时指出,这种解释并不全面,原因就在于建立在人与时间存在一种特殊关系这种假设基础之上,人类只能形成有关过去的记忆。
他说:“新研究仍需借助于有关我们思维方式的最初假设。
”加利福尼亚理工学院的肖恩·卡洛尔表示,这项研究同样无法揭开一个更大的谜团,即宇宙为何从诞生之初就是物质和能量的统一体并且熵的数值非常低。
由于熵在一定程度上代表一个特殊构造的可能性,宇宙最初的低熵状态出现的可能性极低。
2025/9/18 18:06:27 3.18MB 北大量子力学内参
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本书是作者根据多年在北京大学物理系教学与科研工作的经验而写成,20世纪80年代初出版以来,深受读者欢迎,多次再版重印.本书第二版(1990)做了大幅度修订与增补,分两卷出版,卷Ⅰ可作为本科生教材或主要参考书,卷Ⅱ则作为研究生的教学参考书。
第三版(特别是卷Ⅱ)的内容,做了很大的修订,把近20年来量子力学(实验与理论)的主要的新进展系统介绍给读者,第四版内容又做了修订。
卷Ⅰ内容包括:量子力学的诞生、波函数与Schrodinger方程、一维定态问题、力学量用算符表达、力学量随时间的演化与对称性、中心力场、粒子在电磁场中的运动、表象变换与量子力学的矩阵形式、自旋、力学量本征值的代数解法、束缚定态微扰论、量子跃迁、散射理论、其他近似方法,为帮助读者更深入掌握有关内容,书中安排了适当的例题、练习题和思考题,每一章还先入了适量的习题,供读者选用。
本书适宜作为大学本科生和研究生的教学参考书,也是物理学工作者的一本有用的参考书。
2025/8/15 2:27:28 12.81MB 量子力学 曾谨言
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物理学中的数学方法(李政道).pdf学物理学用的
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在三维几何建模中,计算两点间的测地线距离是一个重要的任务,特别是在计算机图形学、地理信息系统和物理学等领域。
测地线是曲面上两点之间最短的路径,它相当于平面上两点间直线的自然推广。
在地球表面,我们通常所说的“大圆航线”就是地球表面两点之间的测地线。
这个资源提供了计算三维模型上测地线距离的多种实现方法,作者DanilKirsanov显然是在探讨这个问题并提供了解决方案。
以下是根据提供的文件名解析出的可能的算法和概念:1.**GeodesicAlgorithm**:-`geodesic_algorithm_exact.h`:这个文件可能包含了一个精确计算测地线的算法。
"Exact"可能指的是算法考虑了模型的精确几何信息,不进行近似计算。
-`geodesic_algorithm_dijkstra_alternative.h`:Dijkstra算法通常用于寻找图中最短路径,这里的"Alternative"可能表示这是Dijkstra算法的一种变体,专门用于计算三维模型上的测地线。
-`geodesic_algorithm_subdivision.h`:分形细分算法可能被用来细化模型以提高计算精度,或者是在细分的表面上进行测地线的追踪。
2.**MeshDataStructure**:-`geodesic_mesh.h`和`geodesic_mesh_elements.h`:这些文件可能定义了用于存储和操作三维模型的网格数据结构。
网格是由顶点、边和面组成的,这些元素有助于在曲面上定位和计算路径。
3.**API**:-`geodesic_matlab_api.cpp`:提供了与MATLAB交互的接口,这使得用户可以在MATLAB环境中利用这些算法,方便进行数值计算和可视化。
4.**Examples**:-`example1.cpp`和`example0.cpp`:这些是示例代码,用于演示如何使用上述算法。
它们可能包含了如何加载模型,初始化算法,以及如何查询和打印测地线距离的步骤。
5.**HeaderFiles**:-其他头文件如`geodesic_algorithm_exact_elements.h`等,可能包含了算法所需的具体数据结构和辅助函数定义。
通过这些文件,我们可以了解到作者可能实现了一套完整的工具集,用于处理从网格数据读取、测地线计算到结果输出的全过程。
这些工具对进行三维模型分析,尤其是在需要考虑曲面最短路径的问题时,具有很高的实用价值。
例如,在游戏开发中计算角色移动路径,或在虚拟现实应用中计算视角变换的距离等。
理解并运用这些算法,将有助于提升三维空间中的导航和路径规划的精确性。
2025/7/2 13:25:30 45KB 测地线距离 三维模型
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B.A.卓里奇的教科书是现有供大学数学系、物理系学生用的分析教科书中最成功的。
他与传统分析教科书的重要区别在于,它一方面更贴近自然科学(特别是物理学和力学)的应用,另一方面,它比常规的教科书更多地运用了现代数学(包括代数学、几何学和拓扑学)的思想和方法。
教程富于思想性,它清楚地展示了在具体问题研究中现代数学的思想和方法的强大威力。
特别不寻常的是第二卷,它包括向量分析,流形上的微分形式理论,广义函数论和位势理论的引论,傅里叶级数和傅里叶变换以及渐进展开初步。
2025/5/20 10:17:09 2.89MB 数学分析
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群论在物理学中的应用
2025/4/21 17:43:46 6.91MB 群论 对称性
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智能交通系统(ITS)已经是一个非常活跃的研究领域,是一项涉及众多组织协调合作,共同研究、开发、实施、调控的大系统。
现代系统仿真技术为智能交通系统的发展提供了更多的先进技术和分析手段。
系统仿真,是以控制论、相似原理和计算机技术为基础,借助系统模型对系统或未来系统进行实验研究的一门综合性新兴技术。
利用系统仿真技术,研究系统的运行状态及其随时间变化的过程,并通过对仿真运行过程的观察和统计,得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特性,以此来估计和推断现有系统或未来系统的真实参数和真实性能,这个过程称为系统仿真过程。
而交通流理论既要考虑总体流动特性的宏观模型,也要考虑单一车辆行为的微观模型,是一门运用物理学和数学工具描述交通特性的科学。
研究的方法包括跟驰模型、动力学模型、动力论方法及元胞自动机方法等。
交通流仿真平台应该综合比较先进的技术来为系统仿真提供基本的的交通流理论模型和方法,且能够扩展方法,并使用想象力综合平台分析的手段和方法验证想法并且得到实验的结果,从而为某项具体实验节省费用和时间。
2025/4/20 16:49:34 19.17MB 高速公路 交通流 三维仿真 平台技术
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微电子器件与集成电路(IC)设计基础是一门深入探讨微电子技术核心原理的学科,它涵盖了从基本的半导体物理到复杂集成电路设计的广泛知识。
以下是对这套PPT内容的详细解读:1.**第1章:电子设备的物理基础**-半导体材料:本章将介绍半导体的基本性质,如硅(Si)和锗(Ge)等元素半导体,以及杂质掺杂的概念,如何通过掺杂N型和P型半导体来控制电子和空穴的浓度。
-电荷载体:讨论电子和空穴作为半导体中的电流载体,以及它们在电场下的移动方式。
-PN结:解释PN结的形成,它的能带结构,以及PN结的正向和反向偏置特性,包括击穿电压。
-单极晶体管:介绍BJT(双极型晶体管)和MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)的工作原理,包括放大作用和开关特性。
2.**第2章:半导体器件**-MOSFET的详细分析:深入讲解MOSFET的结构,包括N沟道和P沟道类型,以及它们的阈值电压、亚阈值区行为和饱和区特性。
-BJTs的运作:解释集电极、基极和发射极之间的电流关系,以及共射、共基和共集配置的放大系数。
-模拟和数字器件:区分模拟和数字半导体器件,例如运算放大器、逻辑门电路和MOS集成电路。
3.**第3章:集成电路设计基础**-集成电路制造工艺:涵盖光刻、扩散、离子注入等半导体制造步骤,以及VLSI(超大规模集成电路)制造的挑战和解决方案。
-CMOS技术:介绍互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,它是现代数字电路的基础,包括NMOS和PMOS晶体管的互补工作原理。
-IC设计流程:概述从系统级设计到门级描述,再到布局布线的完整集成电路设计流程,包括硬件描述语言(如Verilog或VHDL)和逻辑综合。
-片上系统(SoC):讨论集成微处理器、存储器和其他功能模块的单片系统设计,及其在嵌入式系统中的应用。
这三章内容构成了微电子器件与IC设计基础的核心,涵盖了从基本理论到实际应用的关键知识点。
学习这些内容对于理解微电子技术的原理,以及进一步从事集成电路设计和半导体产业的工作至关重要。
通过这套PPT,学生和从业者可以深入理解半导体物理学、器件原理和集成电路设计的方方面面。
2025/4/15 20:51:25 6.53MB 微电子器件与IC设计基础_全套PPT
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贝塔朗菲的重要贡献之一是建立关于生命组织的机体论,并由此发展成一般系统论。
1937年,提出了一般系统论的初步框架,1945年在《德国哲学周刊》18期上发表《关于一般系统论》的文章,但不久毁于战火,未被人们注意。
1947年在美国讲学时再次提出系统论思想。
1950年发表《物理学和生物学中的开放系统理论》。
1955年专著《一般系统论》,成为该领域的奠基性著作。
60~70年代受到人们重视。
1972年发表《一般系统论的历史和现状》,把一般系统论扩展到系统科学范畴,也提及生物技术。
1973年修订版《一般系统论:基础、发展与应用》再次阐述了机体生物学的系统与整合概念,提出开放系统论用于生物学研究,以及采用计算机方法与数学模型建立,提出几个典型数学方程式。
2025/4/13 5:02:25 6.16MB 系统论
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在日常工作中,钉钉打卡成了我生活中不可或缺的一部分。然而,有时候这个看似简单的任务却给我带来了不少烦恼。 每天早晚,我总是得牢记打开钉钉应用,点击"工作台",再找到"考勤打卡"进行签到。有时候因为工作忙碌,会忘记打卡,导致考勤异常,影响当月的工作评价。而且,由于我使用的是苹果手机,有时候系统更新后,钉钉的某些功能会出现异常,使得打卡变得更加麻烦。 另外,我的家人使用的是安卓手机,他们也经常抱怨钉钉打卡的繁琐。尤其是对于那些不太熟悉手机操作的长辈来说,每次打卡都是一次挑战。他们总是担心自己会操作失误,导致打卡失败。 为了解决这些烦恼,我开始思考是否可以通过编写一个全自动化脚本来实现钉钉打卡。经过一段时间的摸索和学习,我终于成功编写出了一个适用于苹果和安卓系统的钉钉打卡脚本。
2024-04-09 15:03 15KB 钉钉 钉钉打卡