آموزش استاد کلاس Wolfram Mathematica: از مبتدی تا متخصص

سرفصل ها و درس ها

[مبانی] مقدمه و نحوه کار با Mathematica [Basics] Introduction and How to work with Mathematica

• قبل از شروع: نحوه استفاده از این دوره BEFORE YOU START: How to use this course

• نمای کلی دوره OVERVIEW of the course

• تمرینات در دو بخش بعدی EXERCISES throughout the next two sections

• ویدیوی تبلیغاتی (در صورتی که می خواهید دوباره آن را ببینید) Promo video (in case you want to see it again)

• مزایای Mathematica Advantages of Mathematica

• ورودی فرم آزاد و آلفای Wolfram Free-form input & Wolfram alpha

• چگونه Mathematica را دریافت کنیم - رایگان و پولی How to get Mathematica - free & paid

• بیا شروع کنیم! Let's get started!

• ساختار و سبک یک نوت بوک Mathematica Structure & Style of a Mathematica notebook

• انواع سلول و حروفچینی Cell Types and Typesetting

• محاسبات پایه Basic arithmetic

• Head & FullForm - چگونه Mathematica دستورات ما را می بیند Head & FullForm - How Mathematica sees our commands

• برنامه نویسی مرسوم Conventional programming

• F1 - جستجو در مرکز اسناد F1 - Searching the documentation center

• توابع مفید Useful functions

• خلاصه بخش Section summary

• دانشتان را امتحان کنید Test your knowledge

• [تمرین] در مورد اصول اولیه [Exercise] about the basics

• [راه حل ها] [Solutions]

• منابع و پیوندها Resources & Links

[دوره تصادف] توابع، فهرست ها و نمودارها [Crash course] Functions, Lists and Plots

• معرفی Introduction

• [PART 1] توابع [PART 1] Functions

• جنبه های عمومی توابع General aspects of functions

• توابع چند آرگومان Multi-argument functions

• توابع چند خطی Multi-line functions

• خلاصه: توابع Summary: Functions

• دانش خود را در مورد توابع آزمایش کنید Test your knowledge about functions

• [تمرین] در مورد توابع [Exercise] about functions

• [راه حل ها] [Solutions]

• [PART 2] کار با لیست ها [PART 2] Working with lists

• جنبه های عمومی لیست ها General aspects of lists

• فهرست به عنوان بردار و ماتریس Lists as vectors & matrices

• کار با داده های وارد شده Working with imported data

• لیست های تودرتو Nesting lists

• خلاصه: کار با لیست ها Summary: Working with lists

• دانش خود را در مورد لیست ها تست کنید Test your knowledge about lists

• [تمرین] درباره لیست ها [Exercise] about lists

• [راه حل ها] [Solutions]

• [بخش 3] طرح‌ریزی و تجسم [PART 3] Plotting & Visualization

• جنبه های کلی طرح ها General aspects of plots

• نمودارها را فهرست کنید List plots

• نمودارهای داده های سه بعدی Plots of three-dimensional data

• ایجاد گرافیک Creating graphics

• نمودارهای پارامتریک Parametric plots

• دستکاری و نحوه ایجاد انیمیشن های .gif Manipulate & How to create .gif animations

• خلاصه: طرح و تجسم Summary: Plotting & Visualization

• دانش خود را در مورد طرح ها آزمایش کنید Test your knowledge about plots

• [تمرین] در مورد توطئه ها [Exercise] about plots

• [راه حل ها] [Solutions]

• [PART 4] موضوعات پیشرفته [PART 4] Advanced topics

• پویایی شناسی Dynamics

• نقشه Map

• الگوها Patterns

• انجمن ها Associations

• موجودیت ها Entities

• موازی سازی Parallelization

• ریاضیات پیشرفته: مشتقات و انتگرال ها Advanced mathematics: Derivatives & Integrals

• ریاضیات پیشرفته: محدودیت ها و سری ها Advanced mathematics: Limits & Series

• دانش خود را در مورد موضوعات پیشرفته آزمایش کنید Test your knowledge about advanced topics

• منابع و پیوندها Resources & Links

آمار: تصادفی و بازار سهام Statistics: Random walk and the stock market

• معرفی Introduction

• [PROJECT A] پیاده روی تصادفی [PROJECT A] Random walk

• شروع شدن Getting started

• شبیه سازی اولین پیاده روی تصادفی شما Simulating your first random walks

• [تمرین] تجزیه و تحلیل آماری پیاده روی تصادفی [Exercise] Statistical analysis of random walks

• [راه حل] تجزیه و تحلیل آماری پیاده روی تصادفی [Solution] Statistical analysis of random walks

• تعمیم دو و سه بعدی Two- and three-dimensional generalization

• [PROJECT B] بازار سهام [PROJECT B] Stock market

• دسترسی به داده های مالی Access financial data

• تجزیه و تحلیل سهام Analyzing stocks

• بیت کوین: وارد کردن داده های ارزهای دیجیتال از وب سایت ها Bitcoin: Importing cryptocurrency data from websites

• منابع و پیوندها Resources & Links

جغرافیا، شیمی و زیست شناسی: کار با نهادها Geography, Chemistry and Biology: Working with entities

• مقدمه: پروژه های جغرافیا، شیمی و زیست شناسی Introduction: Geography, chemistry & biology projects

• [PROJECT C] داده های جغرافیایی به عنوان موجودیت [PROJECT C] Geographical data as entities

• نقشه با پرچم های ملی Map with national flags

• پیش نمایش: سفر به پاریس Preview: A Trip to Paris

• سفر به پاریس A Trip to Paris

• [تمرین] سفر جاده ای در ایالات متحده [Exercise] Road trip in the US

• [راه حل] سفر جاده ای در ایالات متحده [Solution] Road trip in the US

• نمودار توزیع سنی Age distribution chart

• پیش نمایش: نقشه متحرک روز و شب Preview: Day & Night animated map

• نقشه متحرک روز و شب Day & Night animated map

• [PROJECT D] شیمی [PROJECT D] Chemistry

• مقدمه ای بر داده های شیمیایی Introduction to chemical data

• رسم مولکول های کلاس الکل ها Plotting molecules of the class of alcohols

• جستجو برای ترکیبات Search for compounds

• جدول داده های شیمیایی Table of chemical data

• رسم داده های شیمیایی Plotting chemical data

• [تمرین] حجم مولی گازها [Exercise] Molar volume of gases

• [راه حل] حجم مولی گازها [Solution] Molar volume of gases

• نقطه جوش تمام ترکیبات Boiling point of all compounds

• [پروژه E] زیست شناسی [PROJECT E] Biology

• مقایسه حداکثر سرعت حیوانات Comparing maximum speed of animals

• [ورزش] مقایسه قد و سن حیوانات [Exercise] Comparing height and age of animals

• طرح های آناتومی Anatomy plots

• تجسم DNA Visualizing the DNA

• منابع و پیوندها Resources & Links

یادگیری ماشین 1: درون یابی و شبکه های عصبی - کلاسیک در مقابل Mathematica Machine learning 1: Interpolation and Neural networks - classic vs Mathematica

• مقدمه: پروژه های یادگیری ماشینی Introduction: Machine learning projects

• زمینه: درون یابی Background: Interpolation

• درون یابی Interpolation

• درون یابی آسان با Mathematica Easy interpolation with Mathematica

• زمینه: شبکه های عصبی Background: Neural networks

• [PROJECT F] تشخیص اعداد توسط شبکه های عصبی [PROJECT F] Number recognition by neural networks

• آماده سازی داده های ورودی - تشخیص شماره Preparing the input data - Number recognition

• Outlook: با استفاده از Classify-Number recognition Outlook: Using Classify- Number recognition

• (اختیاری) شبکه عصبی، تابع فعال سازی و مقادیر خروجی (optional) Neural network, activation function & output values

• (اختیاری) خطا را محاسبه کنید: تابع هزینه (optional) Calculate the error: the cost function

• (اختیاری) محاسبه گرادیان (optional) Calculating the gradient

• (اختیاری) خروجی و دقت (optional) Output & accuracy

• (اختیاری) آموزش و آزمایش شبکه عصبی (optional) Training & testing the neural network

• رویکرد Mathematica: از تابع Classify استفاده کنید Mathematica approach: Use the Classify function

• حتی بهتر: یک شبکه از پیش آموزش دیده را بارگیری کنید Even better: Load a pre-trained network

• تشخیص اعداد زنده - یک ماژول تعاملی ایجاد کنید Live number recognition - Create an interactive module

• یک شبکه موجود را برای حل مشکلات مشابه اصلاح کنید Modify an existing network to solve similar problems

• [تمرین] دقت را تعیین کنید [Exercise] Determine the accuracy

• منابع و پیوندها Resources & Links

یادگیری ماشین 2: برنامه های کاربردی برای یادگیری تحت نظارت و بدون نظارت Machine learning 2: Applications for supervised and unsupervised learning

• مقدمه: پروژه های یادگیری ماشینی تحت نظارت و بدون نظارت Introduction: Supervised and unsupervised machine learning projects

• [PROJECT G] یادگیری ماشینی تحت نظارت [PROJECT G] Supervised machine learning

• پیش بینی قیمت خانه در بوستون Predict Boston house prices

• [تمرین] کیفیت شراب را پیش بینی کنید [Exercise] Predict wine quality

• [راه حل] پیش بینی کیفیت شراب [Solution] Predict wine quality

• بررسی روش های مختلف Exploring different Methods

• (اختیاری) نام های زنانه جدید ایجاد کنید (optional) Generate new female given names

• مطالب برای سخنرانی بعدی Material for the next lecture

• مناظر درون و بیرون را در تصاویر تعیین کنید Determine inside vs. outside scenery in pictures

• [PROJECT H] یادگیری بدون نظارت [PROJECT H] Unsupervised learning

• شباهت تصاویر Similarity of images

• (گشت) از شبکه عصبی برای شناسایی ویژگی های موجود در تصاویر استفاده کنید (Excursion) Use neural network to identify features in the pictures

• ناهنجاری ها را در ارقام دست نویس ما پیدا کنید Find anomalies in our handwritten digits

• [تمرین] از تشخیص ناهنجاری برای افزایش دقت تشخیص رقم استفاده کنید [Exercise] Use anomaly detection to increase the accuracy of digit recognition

• منابع و پیوندها Resources & Links

پردازش تصویر: یادگیری ماشینی و ویژگی های هوشمندانه Image processing: Machine learning and clever features

• مقدمه: پروژه های پردازش تصویر Introduction: Image processing projects

• [پروژه اول] هنر و عکاسی [PROJECT I] Art & Photography

• ترکیب سبک های هنری Mixing art styles

• [تمرین] نقاشی خود را بسازید [Exercise] Create your own painting

• تصویر سیاه و سفید رنگی Color black-white image

• [تمرین] از داده های آموزشی جایگزین برای رنگ آمیزی تصویر استفاده کنید [Exercise] Use alternative training data for image colorization

• [راه حل] از داده های آموزشی جایگزین برای رنگ آمیزی تصویر استفاده کنید [Solution] Use alternative training data for image colorization

• [PROJECT J] تشخیص و تفسیر چهره [PROJECT J] Face detection & interpretation

• جنس: تشخیص چهره Material: Face detection

• تعیین سن 1/3 - چگونه سن افراد را تعیین کنیم؟ Determine age 1/3 - How to determine the age of a person?

• تعیین سن 2/3 - شبکه عصبی برای تعیین سن Determine age 2/3 - Neural network to determine age

• تعیین سن 3/3 - شبکه قطار و تعیین سن Determine age 3/3 - Train network and determine age

• [تمرین] شبکه را برای تعیین جنسیت تغییر دهید [Exercise] Modify network to determine gender

• [راه حل] شبکه را برای تعیین جنسیت تغییر دهید [Solution] Modify network to determine gender

• تشخیص چهره 1/3 - از Mathematica برای پیدا کردن چهره ها و تعیین سن و جنسیت استفاده کنید Face detection 1/3 - Use Mathematica to find faces and determine age & gender

• تشخیص چهره 2/3 - مختصات چشم و دهان را پیدا کنید Face detection 2/3 - Find eye and mouth coordinates

• تشخیص چهره 3/3 - دو چهره را با هم ترکیب کنید Face detection 3/3 - Blend the two faces

• [PROJECT K] پردازش علمی تصویر [PROJECT K] Scientific image processing

• مطالب برای سخنرانی بعدی Material for the next lecture

• تعیین موقعیت اتم ها Determining atom positions

• تشخیص انواع اتم ها Distinguishing different types of atoms

• [PROJECT L] فراکتال ها [PROJECT L] Fractals

• ایجاد یک منحنی کوخ خود مشابه Generating a self-similar Koch curve

• منطقه دانه های برف Area of the snowflake

• [تمرین] محیط دانه برف [Exercise] Circumference of the snowflake

• [راه حل] محیط دانه برف [Solution] Circumference of the snowflake

• فراکتال های بیشتر و منحنی های پر فضا More fractals and space-filling curves

• [PROJECT M] توهمات نوری با زوم کردن انیمیشن ها [PROJECT M] Optical illusions by zooming animations

• پیتزا و برش های سالامی را تولید کنید Generate the pizza and the salami slices

• دستورات فراکتال بیشتری اضافه کنید Add more fractal orders

• انیمیشن زوم پیتزا فراکتال Fractal pizza zooming animation

• منابع و پیوندها Resources & Links

متون: زبان شناسی و تحلیل اجتماعی-تاریخی Texts: Linguistics and socio-historical analysis

• مقدمه: کار با متون Introduction: Working with texts

• [PROJECT N] زبان‌ها و واژه‌ها [PROJECT N] Languages & Words

• کلمات، فراوانی کلمات و داده های تاریخی Words, word frequency and historic data

• زبان ها و ترجمه ها Languages & translations

• [تمرین] میانگین طول کلمات زبان های مختلف را مقایسه کنید [Exercise] Compare average word lengths of different languages

• [راه حل] میانگین طول کلمات زبان های مختلف را مقایسه کنید [Solution] Compare average word lengths of different languages

• ابرهای کلمه و فراوانی کاراکترها Word clouds and frequency of characters

• [تمرین] تمام فرکانس های کاراکتر را تجزیه و تحلیل کنید [Exercise] Analyze all character frequencies

• [راه حل] تمام فرکانس های کاراکتر را تجزیه و تحلیل کنید [Solution] Analyze all character frequencies

• نتایج را در هیستوگرام مقایسه کنید Compare the results in a histogram

• [PROJECT O] تجزیه و تحلیل سخنرانی های سیاسی [PROJECT O] Analyzing political speeches

• داده های تاریخی: تعداد کلمات سخنرانی های رئیس جمهور ایالات متحده را تجزیه و تحلیل کنید Historic data: Analyze the number of words in US president speeches

• [تمرین] سن رئیس جمهور [Exercise] Age of the president

• [راه حل] سن رئیس جمهور [Solution] Age of the president

• ابرهای کلمه برای مقایسه موضوعات اصلی در سخنرانی ها Word clouds for comparing the main topics in speeches

• قانون Zipf Zipf's law

• منابع و پیوندها Resources & Links

کار با صداها Working with sounds

• [PROJECT P] صداها و سازها [PROJECT P] Sounds & Instruments

• صداهای پایه Basic sounds

• ابزار Instruments

• طیف را تجزیه و تحلیل کنید Analyze the spectrum

• سنتز گفتار Speech synthesis

• [PROJECT Q] پیانو تعاملی [PROJECT Q] Interactive piano

• پیانو تعاملی Interactive piano

• [تمرین] سینت سایزر [Exercise] Synthesizer

• منابع و پیوندها Resources & Links

فیزیک: توپ غلتان، مونت کارلو و فیزیک کوانتومی Physics: Rolling ball, Monte Carlo and quantum physics

• مقدمه: پروژه های فیزیک Introduction: physics projects

• [PROJECT R] شبیه سازی یک توپ غلتان [PROJECT R] Simulating a rolling ball

• توضیح مشکل و تنظیم پتانسیل Explaining the problem & Setting up the potential

• حل معادله حرکت (قانون نیوتن) Solving the equation of motion (Newton's law)

• اصطکاک و تولید یک انیمیشن Friction & Generating an animation

• [تمرین] با شرایط شروع بازی کنید [Exercise] Play with the starting conditions

• [راه حل] با شرایط شروع بازی کنید و یک نیروی خارجی اضافه کنید [Solution] Play with the starting conditions & Add an external force

• [PROJECT S] تصادفی بودن در فیزیک - الگوریتم مونت کارلو [PROJECT S] Randomness in physics - Monte Carlo algorithm

• پیش نمایش: محاسبه پی با استفاده از روش مونت کارلو Preview: Calculating Pi using a Monte Carlo method

• [تمرین] محاسبه پی با استفاده از روش مونت کارلو [Exercise] Calculating Pi using a Monte Carlo method

• [راه حل] محاسبه پی با استفاده از روش مونت کارلو [Solution] Calculating Pi using a Monte Carlo method

• پیش نمایش: شبیه سازی آهن ربا با استفاده از الگوریتم مونت کارلو Preview: Simulating magnets using a Monte Carlo algorithm

• [تمرین] راه اندازی آهنربا [Exercise] Setting up the magnet

• [راه حل] راه اندازی آهنربا و محاسبه انرژی [Solution] Setting up the magnet & calculating the energy

• الگوریتم واقعی را برنامه ریزی کنید Program the actual algorithm

• یک میدان مغناطیسی برای تثبیت حالت پایه اعمال کنید Apply a magnetic field to fix the ground state

• کد ما را با در نظر گرفتن دماهای محدود ارتقا دهید Upgrade our code by considering finite temperatures

• استفاده از نوت بوک ما برای ضد فرومغناطیس Applying our notebook to antiferromagnets

• [PROJECT T] مکانیک کوانتومی و محاسبات کوانتومی [PROJECT T] Quantum mechanics & quantum computing

• زمینه: مکانیک کوانتومی و معادله شرودینگر Background: Quantum mechanics and the Schrödinger equation

• حل معادله دیفرانسیل شرودینگر ساکن Solving the stationary Schrödinger differential equation

• زمینه: اسپین الکترون و محاسبات کوانتومی Background: Electron spin & Quantum computing

• اسپین الکترون Electron spin

• کیوبیت و عملیات کیوبیت Qubits & qubit operations

• منابع و پیوندها Resources & Links

کار خود را ارائه و منتشر کنید و خداحافظ! Present and publish your work & Goodbye!

• معرفی Introduction

• ارائه ارائه کنید Make presentations

• استقرار ابر Cloud deployment

• خداحافظ! Goodbye!

• من و دوره های دیگر من را دنبال کنید Follow me & My other courses