计算科学和物理学 BSc (Hons)

University of Aberdeen - 阿伯丁大学

本课程介绍了复数、矩阵和其他实数和复数的线性代数的基本概念。这为进一步学习数学、物理、计算科学、化学和工程提供了必要的数学背景。

这门课程是为1级本科生（和在大学第一年的衔接学生）规定的，完全在网上学习，大约需要5-6个小时来完成，可以一次完成，也可以分几周完成.

微积分是对变化的数学研究，在数学、科学和商业世界的许多领域都有应用。本课程包括微分、极限、寻找最大值和最小值以及连续性。很可能与学校的数学有一些重叠，但这门课程是轻快的，而且会有很大的进步。

本课程的目的是介绍积分微积分以及序列和数列理论，讨论它们在函数理论中的应用，并对几个变量的函数理论进行介绍。

物理学是最基本的科学，如果我们希望更好地了解宇宙的性质和行为，它也许是最好的起点。本课程介绍了物理学的基本课题，从电子和原子的亚微观尺度，到行星和恒星的轨道，到星系的天体力学。它包含了艾萨克-牛顿、阿尔伯特-爱因斯坦、玛丽-居里和乔斯林-贝尔-伯内尔等物理学家的工作。如果你曾经对世界如何运作感到好奇，希望你会发现这门课程，通常受到学生的好评，有趣的。

理解电和磁力对于理解物理世界是最重要的。它们最终负责我们周围的物质自组织（在固体、液体和气体阶段），具有给定的结构、密度、弹性特性，等等。此外，它们还负责光的发射和在空间的传播，.

本课程将分两部分进行。前半部分将提供一个独立的计算机编程介绍。它将为所有本科生所接受。学生将接触到计算机编程的基本原则，如基本的编程技术、概念、算法和数据结构。该课程包含讲座，在讲座中系统地阐述这些原则。由于该课程不预设这些原理的知识，我们从基本的直觉开始。后半部分对那些学习科学和工程科目（广义的）以及计算机和IT专家特别有用。它将包括对专业问题和安全概念的温和介绍。

本课程提供了关于计算机系统的介绍。它包括对计算机结构和组织的介绍，以及对操作系统的介绍。

本课程将建立在前半期获得的基本编程技能上，使学生掌握高级面向对象的编程知识、数据结构和算法的实现，以及基本的软件工程技术。学生们将通过一系列的连续评估来挑战更复杂的编程问题，。

对于我们大多数人来说，我们的感知受我们的视觉支配得最厉害。我们看到的是光，但光是什么？它被认为是一种粒子、一种波，而在现代物理学中，它在某种程度上既是粒子又是波。本课程以适合非科学专业学生的初级数学水平，探讨这一现象的迷人物理学。我们将介绍地质学家感兴趣的岩石学显微镜，干涉和衍射，颜色是如何工作的，看看偏振如何在科学领域和日常生活中应用，并看看光子如何在日益盛行的光子学领域的设备中使用。 查看有关本课程的详细信息.

对于我们大多数人来说，我们的感知受我们的视觉支配得最厉害。我们看到的是光，但光是什么？它被认为是一种粒子、一种波，而在现代物理学中，它在某种程度上既是粒子又是波。本课程以适合非科学专业学生的初级数学水平，探讨这一现象的迷人物理学。我们将介绍地质学家感兴趣的岩石学显微镜，干涉和衍射，颜色是如何工作的，看看偏振如何在科学领域和日常生活中应用，并看看光子如何在日益盛行的光子学领域的设备中使用。

理解振荡和波浪式的行为对于理解我们的自然世界如何运作具有巨大的重要性。似乎自然界的一切都有自己的周期、节奏或震荡。从围绕太阳旋转的行星到海上的波浪，甚至基本粒子在现代物理学中也被视为波。本课程对具有一定微积分知识的学生开放，将解释这一迷人的重要课题的数学知识。将探讨解决描述波和振荡现象的微分方程的方法，包括数字技术。

这门100%连续评估的课程探讨了物理学的两个基本领域。在电子学方面，你将从建立简单的电路到设计复杂的逻辑架构，同时使用真实的元件和模拟软件。课程的一半光学部分探讨了各种迷人的光学现象，其中一些对地质学家和许多其他科学学科都有实际意义。实践活动优雅地展示了光的基本特性.

数据库是传统信息系统（离线/在线）以及现代数据科学管道的一个重要组成部分。希望学习使用主要数据库技术设计和查询数据库的人都会对本课程感兴趣。该课程的目的是利用现实世界应用中的案例研究来教授材料，在讲座和实验课上都是如此.

在20世纪，物理学变得很奇怪，这门课程旨在探索这种现代方法的基础。在狭义相对论中，我们将研究时间不是一个绝对的概念，事件对不同的观察者来说可能发生在不同的时间，并探索以接近光速的速度旅行的影响。量子力学部分介绍了一些有史以来最令人激动和最成功的科学，并讨论了从薛定谔的猫的时代到量子隧道的这一思想的演变。

本课程提供了理解、设计和比较算法所需的知识。在课程结束时，学生应该能够创建或调整算法来解决问题，确定算法的效率，并能够实现它。该课程还向学生介绍了各种广泛使用的算法和算法创建技术，适用于一系列领域。该课程将向学生介绍伪代码和计算复杂性等概念，并利用证明技术以及学生的编程技能。

本课程对离散数学的一些领域提供了基础水平的介绍，这些领域与计算机特别相关。课程从形式语言的简单介绍开始（从正则表达式和有限状态自动机开始）；接着是谓词逻辑的介绍（假设对命题逻辑基本熟悉）；最后是概率的介绍，重点是贝叶斯推理。

本课程介绍了数学和计算方法。一半是对编程的介绍，从基础知识开始，如变量、循环和条件语句。这门课程的一部分是用Python教学的，重点是现代编程概念和数据分析技能。另一半课程同时进行，包括使用物理学中的例子的高级数学方法；例如，多变量微积分和麦克斯韦方程，或经典和量子力学中的ODE和偏微分方程。在课程结束时，将有一个为期一周的职业战略模块。 查看本课程的详细信息.

我们的世界是由三种类型的物质组成的，即固体、液体和气体。本课程的第一部分将探讨这些物质形式的物理特性，并研究重要的技术现象，如液体的流动和机械部件的灾难性故障的原因。在课程的后半部分，将探讨物质中热能的性质。将从熵的角度理解热力学行为，并解释发动机的运行及其理论上的效率限制。

学生将开发大型商业和工业软件系统，作为一种基于团队的努力，将技术质量放在中心位置。该模块将专注于软件开发的早期阶段，包括团队建设、需求规范、架构和详细设计以及软件构建。小组工作（每个学生团队将开发一个使用商业规划练习选择的系统）将指导软件工程学习过程。将鼓励团队通过指导学习、评估和整合实际相关的软件工程概念、方法和工具，以一种积极、敏捷的方式解决问题。

在本模块中，作为CS3028的后续课程，学生将专注于基于团队的开发一个先前指定、设计和概念验证的软件系统。每个团队将按照敏捷的流程，应用CS3028中介绍的软件工程概念、方法和工具，按照工业强度的质量标准构建他们的产品。个人学习和实践经验的获取过程将通过工业界相关人士就软件工程相关主题的讲座和研讨会，通过指导学生关注专业问题，以及学生就选定的技术主题发表演讲来整合。

本课程旨在向你展示你能用你在学位中所学到的一切做什么。我们将使用数学技术来描述各种现实世界的系统：传染病的传播、战争的爆发、意见的形成、社会系统、太空飞船的可靠性、动物皮毛上的图案（形态发生）、星系的形成、交通堵塞和其他。这门课程将提高你的就业能力，看到你所学到的一切是如何形成的，这将是令人激动的。

无论你最终从事什么职业，团体工作技能都是至关重要的，而本课程就是为了培养这些技能。它是100%持续评估的，包括一些初步的团队合作培训，然后是两个非常不同的项目。一个是探索PET扫描，由负责Foresterhill医疗成像单位的Andy Welch教授授课。另一个是关于光纤通信，由Ross Macpherson博士教授。这些开放式的项目将在你的最后一年给你一些不太规范的评估.

这种新算法是否能提高查询性能？这个协议能确保我们的系统对攻击的稳健性吗？响应时间是如何随服务器负载变化的？理解行为，即一个计算系统在环境中的任务表现，在工业和科学实践中都是至关重要的。在本课程中，你将进行一个个人研究项目，研究一个计算系统的行为。你将发展对严格方法的知识和理解，以：探索计算机系统的行为；确定有关行为的问题；设计实验来回答这些问题；分析实验结果；以及报告你的研究结果。

统计物理学从底层微观系统的概率处理中得出热力学的现象学规律。统计物理学与量子力学和相对论一起，是我们现代理解物理世界的基石。

本课程包括一个受监督的个人项目；它为学生提供了调查计算科学和物理学交叉的实际问题的经验，探索解决方案和技术。