Compare commits

..
27 Commits
Author SHA1 Message Date
stud128245 9492ee20b1 Merge branch 'master' into dev 2023-10-27 08:27:04 +00:00
AVAtarMod 52cdcfbade Merge workspace from dev 2023-10-27 11:23:10 +03:00
AVAtarMod 3fad2bd5dd Merge config.tex from dev 2023-10-27 11:20:59 +03:00
AVAtarMod 6dab995e76 [presentation] Add image 2023-10-27 10:46:47 +03:00
AVAtarMod ef87c08cb5 [presentation] Add content 2023-10-18 21:49:33 +03:00
AVAtarMod b8636adb4c Update workspace 2023-10-18 21:49:06 +03:00
AVAtarMod 8e9ca19f17 [content] Fix Appendix links 2023-10-18 21:48:53 +03:00
AVAtarMod 99756b48de assets: Move images, update logos 2023-10-18 13:20:50 +03:00
AVAtarMod 5c3084deeb [content] Add program development chapter, Fix refs 2023-10-17 23:50:26 +03:00
AVAtarMod 29ef7018a5 [soures] sort, add items 2023-10-17 23:48:40 +03:00
AVAtarMod 63d5668224 [config] Add cyrrilic support in listings 2023-10-17 23:47:58 +03:00
AVAtarMod cba0a8514d [content] Add conclustion 2023-10-17 23:47:34 +03:00
AVAtarMod c1ee0fe5ce [content] Add appendix 2023-10-17 23:47:23 +03:00
AVAtarMod a25e301f1e Update workspace 2023-10-17 23:47:02 +03:00
AVAtarMod a2d84c7583 [content] Fix matrix, split chapters at end 2023-10-17 23:46:46 +03:00
AVAtarMod 4ad96347fb assets: Add images 2023-10-17 20:58:52 +03:00
AVAtarMod b39269901c [code] Add Approx 2023-10-17 20:58:31 +03:00
AVAtarMod be0a196457 [conent] Fix function description, terminology 2023-10-16 20:18:40 +03:00
AVAtarMod 58b7923412 [code] Add SLE, Approx (empty) 2023-10-16 20:16:37 +03:00
AVAtarMod 00ca3f92e7 [content] Add TODO 2023-10-15 16:30:41 +03:00
AVAtarMod 5f0e792396 Add code with non-LE test 2023-10-15 16:29:44 +03:00
AVAtarMod 0f23ddeecc [content] FIx misspelings 2023-10-07 22:40:16 +03:00
AVAtarMod c3fe366e2c [sources] Fix foreign item 2023-10-07 22:08:25 +03:00
AVAtarMod 6dce1980d7 Fix merge conflict (pre-PR merge) 2023-08-24 22:10:57 +03:00
AVAtarMod 1285da87e5 config: Update math symbos, style
- Replace quotation marks symbols to <<, >>
- Fix TOC, itemize list style
2023-08-22 14:36:50 +03:00
AVAtarMod 2f25ade43e Update workspace files 2023-08-19 19:41:11 +03:00
stud128245 897e02bcd0 Merge pull request 'Исправление замечаний (№1)' (#1) from dev into master
Reviewed-on: #1
2023-08-15 10:09:04 +00:00
24 changed files with 827 additions and 84 deletions
+9 -6
View File
@@ -13,6 +13,12 @@
"pdflatex"
]
},
{
"name": "latexmk (xelatex)",
"tools": [
"xelatexmk"
]
},
{
"name": "latexmk",
"tools": [
@@ -34,12 +40,6 @@
"pdflatex"
]
},
{
"name": "tectonic",
"tools": [
"tectonic"
]
}
],
"latex-workshop.latex.tools": [
{
@@ -50,6 +50,7 @@
"-interaction=nonstopmode",
"-file-line-error",
"-pdf",
"-shell-escape",
"-outdir=%OUTDIR%",
"%DOC%"
],
@@ -81,6 +82,7 @@
"command": "pdflatex",
"args": [
"-synctex=1",
// "-recorder",
"-shell-escape",
"-interaction=nonstopmode",
"-file-line-error",
@@ -109,5 +111,6 @@
}
],
"latex-workshop.latex.rootFile.indicator": "\\begin{document}",
"latex-workshop.latex.recipe.default": "lastUsed",
}
}
+48 -3
View File
@@ -14,6 +14,51 @@
\addcontentsline{toc}{chapter}{Приложения}
\appendix
% \section{Скрипты установки БД для компонента <<Хранение~данных>>}
% \label{script:storage}
% \inputcode{../software/architecture/first-level/component-storage/CSt.db-script.sql}{frame=none,language=sql}
\section{Результаты вывода программы}
\label{output_program}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/Thomas}
\caption{Вывод программы для решения СЛУ методом прогонки}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/Inverted}
\caption{Вывод программы для решения СЛУ методом обратной матрицы}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/lagrange}
\caption{График интерполяции функции методом Лагранжа}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/newton}
\caption{График интерполяции функции методом Ньютона}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/CubicSpline}
\caption{График сплайн-интерполяции функции с помощью \textbf{CubicSpline}}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/PchipInterpolator}
\caption{График сплайн-интерполяции функции с помощью \textbf{PchipInterpolator}}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/CubicHermiteSpline}
\caption{График сплайн-интерполяции функции с помощью \textbf{CubicHermiteSpline}}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/Akima1DInterpolator}
\caption{График сплайн-интерполяции функции с помощью \textbf{Akima1DInterpolator}}
\end{figure}
\section{Листинг программы}
\label{program_code}
\inputcode{code/main.py}{frame=none,language=python}
Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 58 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 54 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 56 KiB

BIN
View File
Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 48 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 46 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 56 KiB

BIN
View File
Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 116 KiB

BIN
View File
Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 28 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 47 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 50 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 33 KiB

BIN
View File
Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 30 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 14 KiB

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 62 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 62 KiB

+429
View File
@@ -0,0 +1,429 @@
import scipy.integrate as sitg
import scipy.interpolate as sitp
import scipy.optimize as sopt
import scipy.linalg as salg
import math as m
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def create_subplot():
return plt.subplots(layout='constrained')[1]
def plt_append(sp, x: list[float], y: list[float], label: str, format: str):
sp.plot(x, y, format, label=label)
def generate_array(min, max, density=10):
point_count = int(m.fabs(max-min)*density)
x = np.linspace(min, max, point_count)
return list(x.tolist())
class NonLinear:
bisect_exp = "x**2 * np.sin(x)"
newton_exp = "np.sin(x) * np.sqrt(np.abs(x))"
@staticmethod
def slice_array(range: list[float], val_min, val_max):
def index_search(range: list[float], val):
i = 0
for v in range:
if v >= val:
return i
i += 1
return -1
index_l = index_search(
range, val_min) if val_min is not None else range.index(min(range))
index_r = index_search(
range, val_max) if val_max is not None else range.index(max(range))
return range[index_l:index_r+1]
@staticmethod
def bisect(x, x_min, x_max):
def f(x): return eval(NonLinear.bisect_exp)
y = f(np.array(x))
root = sopt.bisect(f, x_min, x_max)
solution = root[0] if root is tuple else root
return list(y), (float(solution), float(f(solution)))
@staticmethod
def plot_bisect():
bounds = 0, 6
split_val = 1
x1 = generate_array(bounds[0], bounds[1])
x2 = NonLinear.slice_array(x1, split_val, None)
sp = create_subplot()
sol1 = NonLinear.bisect(x1, bounds[0], bounds[1])
sol2 = NonLinear.bisect(x2, split_val, bounds[1])
plt_append(
sp, x1, sol1[0], f"Исходные данные (y={NonLinear.bisect_exp})", "-b")
plt_append(
sp, *(sol1[1]), f"bisect на [{bounds[0]},{bounds[1]}]", "or")
plt_append(
sp, *(sol2[1]), f"bisect на [{split_val},{bounds[1]}]", "og")
sp.set_title("scipy.optimize.bisect")
sp.legend(loc='lower left')
@staticmethod
def newton(x, x0):
def f(x): return eval(NonLinear.bisect_exp)
y = f(np.array(x))
root = sopt.newton(f, x0)
solution = root[0] if root is tuple else root
return list(y), (float(solution), float(f(solution)))
@staticmethod
def plot_newton():
bounds = -2, 7
split_l, split_r = 2, 5
x1 = generate_array(bounds[0], bounds[1])
x2 = NonLinear.slice_array(x1, split_l, split_r)
x0_1, x0_2 = 1/100, 4
sp = create_subplot()
sol1 = NonLinear.newton(x1, x0_1)
sol2 = NonLinear.newton(x2, x0_2)
plt_append(
sp, x1, sol1[0], f"Исходные данные (y={NonLinear.newton_exp})", "-b")
plt_append(
sp, *(sol1[1]), f"newton на отрезке [{bounds[0]},{bounds[1]}]", "or")
plt_append(
sp, *(sol2[1]), f"newton на отрезке [{split_l},{bounds[1]}]", "og")
sp.set_title("scipy.optimize.newton")
sp.legend(loc='lower left')
@staticmethod
def plot(method: str = "all"):
if method in ["bisect", "all"]:
NonLinear.plot_bisect()
if method in ["newton", "all"]:
NonLinear.plot_newton()
plt.ylabel("y")
plt.xlabel("x")
plt.show()
class SLE:
gauss_data = ([[13, 2], [3, 4]], [1, 2])
invmatrix_data = ([[13, 2], [3, 4]], [1, 2])
tridiagonal_data = ([[4, 5, 6, 7, 8, 9],
[2, 2, 2, 2, 2, 0]],
[1, 2, 2, 3, 3, 3])
@staticmethod
def var_str(index):
return f"x{index+1}"
@staticmethod
def print_solution(data: list[float]):
print(" ", end='')
for i, val in enumerate(data[:-1]):
print(f"{SLE.var_str(i)} = {round(val,3)}, ", end='')
print(f"{SLE.var_str(len(data)-1)} = {round(data[-1],3)}")
@staticmethod
def print_data(data: tuple[list[list[float]], list[float]], tridiagonal: bool = False):
if tridiagonal:
new_data = []
new_len = len(data[0][0])
zipped = list(zip(*tuple(data[0])))
zipped[len(zipped)-1] = (zipped[len(zipped)-1]
[0], zipped[len(zipped)-2][1])
complement_to = new_len - len(zipped[0])
for i, val in enumerate(zipped):
zero_r = complement_to - i
if zero_r <= 0:
zero_r = 0
mid_val = list(reversed(val[1:])) + list(val)
mid_end = len(mid_val) if zero_r > 0 else len(
mid_val) + (complement_to - i)
mid_beg = len(mid_val) - (new_len - zero_r) if zero_r > 0 else 0
mid_beg = mid_beg if mid_beg >= 0 else 0
zero_l = new_len - (zero_r + (mid_end - mid_beg))
tmp = [0] * zero_l + \
mid_val[mid_beg:mid_end] + [0] * zero_r
new_data.append(tmp)
data = (new_data, data[1])
for i, val in enumerate(data[0]):
print(" ", end='')
for i_coef, coef in enumerate(val[:-1]):
if coef != 0:
print(f"({coef}{SLE.var_str(i_coef)}) + ", end='')
else:
print(f" {coef} + ", end='')
print(f"({val[-1]}{SLE.var_str(len(val)-1)})", end='')
print(f" = {data[1][i]}")
@staticmethod
def gauss(system: list[list[float]], b: list[float]):
lup = salg.lu_factor(system)
solution = salg.lu_solve(lup, b)
return solution
@staticmethod
def invmatrix(system: list[list[float]], b: list[float]):
m_inv = salg.inv(system)
solution = m_inv @ b
return solution
@staticmethod
def tridiagonal(system: list[list[float]], b: list[float]):
solution = salg.solveh_banded(system, b, lower=True)
return solution
@staticmethod
def print_gauss():
print("Gauss method (LU decomposition)")
print(" Input system:")
SLE.print_data(SLE.gauss_data)
print(" Solution:")
SLE.print_solution(SLE.gauss(*SLE.gauss_data))
@staticmethod
def print_invmatrix():
print("Inverted matrix method")
print(" Input system:")
SLE.print_data(SLE.invmatrix_data)
print(" Solution:")
SLE.print_solution(SLE.invmatrix(*SLE.invmatrix_data))
@staticmethod
def print_tridiagonal():
print("Tridiagonal matrix method (Thomas algorithm)")
print(" Input system:")
SLE.print_data(SLE.tridiagonal_data, True)
print(" Solution:")
SLE.print_solution(SLE.tridiagonal(*SLE.tridiagonal_data))
@staticmethod
def print(method="all"):
if method in ["gauss", "all"]:
SLE.print_gauss()
if method in ["invmatrix", "all"]:
SLE.print_invmatrix()
if method in ["banded", "all"]:
SLE.print_tridiagonal()
class Approx:
function_exp = "np.sin(x) * np.sqrt(np.abs(x))"
least_sq_exp = "np.sin(x) * np.abs(x)"
@staticmethod
def get_function_exp_der(*args):
function_der_exp = "(x * np.sin(x) + 2 * x**2 * np.cos(x)) / (2 * np.sqrt(np.abs(x)) ** 3)"
result = ()
for i in args:
array = []
for x in i:
array.append(eval(function_der_exp))
result = result + (array,)
return result
@staticmethod
def generate_y(x_array, function):
result = []
for x in x_array:
result.append(eval(function))
return result
@staticmethod
def lagrange(x, y):
return sitp.lagrange(x, y)
@staticmethod
def get_approx_data(function=function_exp, bounds=[-6, 6]):
x1 = generate_array(bounds[0], bounds[1], 1/2)
x2 = generate_array(bounds[0], bounds[1], 1)
y1 = Approx.generate_y(x1, function)
y2 = Approx.generate_y(x2, function)
x_real = generate_array(bounds[0], bounds[1])
y_real = Approx.generate_y(x_real, function)
return x1, x2, y1, y2, x_real, y_real
@staticmethod
def plot_lagrange():
x1, x2, y1, y2, x_real, y_real = Approx.get_approx_data()
sp = create_subplot()
sol1 = np.polynomial.polynomial.Polynomial(
Approx.lagrange(x1, y1).coef[::-1])
sol2 = np.polynomial.polynomial.Polynomial(
Approx.lagrange(x2, y2).coef[::-1])
plt_append(
sp, x_real, y_real, f"Исходные данные (y={Approx.function_exp})", "--b")
plt_append(
sp, x_real, sol1(np.array(x_real)), f"f1 = lagrange, кол-во точек = {len(x1)}", "-m")
plt_append(
sp, x_real, sol2(np.array(x_real)), f"f2 = lagrange, кол-во точек = {len(x2)}", "-r")
plt_append(
sp, x1, y1, f"Исходные точки для f1", ".m")
plt_append(
sp, x2, y2, f"Исходные точки для f2", ".r")
sp.set_title("scipy.interpolate.lagrange")
sp.legend(loc='lower left')
@staticmethod
def plot_spline():
x1, x2, y1, y2, x_real, y_real = Approx.get_approx_data()
d1, d2 = Approx.get_function_exp_der(x1, x2)
for interpolator in [sitp.CubicSpline,
sitp.PchipInterpolator,
sitp.CubicHermiteSpline,
sitp.Akima1DInterpolator]:
sp = create_subplot()
if interpolator.__name__ != "CubicHermiteSpline":
args1 = x1, y1
args2 = x2, y2
else:
args1 = x1, y1, d1
args2 = x2, y2, d2
sol1 = interpolator(*args1)
sol2 = interpolator(*args2)
plt_append(
sp, x_real, y_real, f"Исходные данные (y={Approx.function_exp})", "--b")
plt_append(
sp, x_real, sol1(np.array(x_real)), f"f1 = {interpolator.__name__}, кол-во точек = {len(x1)}", "-m")
plt_append(
sp, x_real, sol2(np.array(x_real)), f"f2 = {interpolator.__name__}, кол-во точек = {len(x2)}", "-r")
plt_append(
sp, x1, y1, f"Исходные точки для f1", ".m")
plt_append(
sp, x2, y2, f"Исходные точки для f2", ".r")
sp.set_title(f"scipy.interpolate.{interpolator.__name__}")
sp.legend(loc='lower left')
@staticmethod
def linear(x, a, b):
return a*x + b
@staticmethod
def quadratic(x, a, b, c):
return a * (x**2) + (b*x) + c
@staticmethod
def fract(x, a, b, c):
return x / (a * x + b) - c
@staticmethod
def noise_y(y, rng):
diff = max(y) - min(y)
noise_coeff = diff*(10/100)
return y + (noise_coeff * rng.normal(size=len(y)))
@staticmethod
def plot_least_squares_curvefit():
rng = np.random.default_rng()
bounds = [3, 6]
x1, x2, y1, y2, x_real, y_real = Approx.get_approx_data(
Approx.least_sq_exp, bounds)
x_real = np.array(x_real)
y_real = Approx.noise_y(y_real, rng)
base_functions = [Approx.linear,
Approx.quadratic, (Approx.fract, "x/(ax+b)")]
sp = create_subplot()
plt_append(
sp, x_real, y_real, f"y={Approx.least_sq_exp} на [{bounds[0]};{bounds[1]}], с шумом", ".b")
for bf in base_functions:
if isinstance(bf, tuple):
bf, desc = bf[0], bf[1]
else:
bf, desc = bf, None
optimal_params, _ = sopt.curve_fit(bf, x_real, y_real)
desc_str = f" ({desc}) " if desc is not None else ""
plt_append(
sp, x_real, bf(np.array(x_real), *optimal_params),
f"МНК, вид функции - {bf.__name__}{desc_str}", "-")
sp.set_title(f"scipy.optimize.curve_fit")
sp.legend(loc='lower left')
@staticmethod
def plot_least_squares():
rng = np.random.default_rng()
def exponential(x, a, b, c):
return np.sin(x) * np.sqrt(np.abs(x))
exponential.str = "np.sin(x) * np.sqrt(np.abs(x))"
def gen_y(x, a, b, c, noise=0., n_outliers=0):
y = exponential(x, a, b, c)
error = noise * rng.standard_normal(x.size)
outliers = rng.integers(0, x.size, n_outliers)
error[outliers] *= 10
return y + error
def loss(params, x, y):
return (exponential(x, params[0], params[1], params[2])) - y
params0 = np.array([0.1, 1, 0])
bounds = [-5, 3]
params_real = (3, 1, 5)
x_approx = np.array(generate_array(bounds[0], bounds[1], 4))
y_approx = np.array(gen_y(x_approx, *params_real,
noise=0.3, n_outliers=4))
params_lsq = sopt.least_squares(
loss, params0, loss='linear', args=(x_approx, y_approx)).x
params_soft_l1 = sopt.least_squares(
loss, params0, loss='soft_l1', args=(x_approx, y_approx),f_scale=0.1).x
params_cauchy = sopt.least_squares(
loss, params0, loss='cauchy', args=(x_approx, y_approx), f_scale=2).x
x_real = np.array(generate_array(bounds[0], bounds[1]))
y_real = np.array(gen_y(x_real, *params_real, 0, 0))
sp = create_subplot()
sp.plot(x_real, y_real, "-b",
label=f"y={exponential.str} на [{bounds[0]};{bounds[1]}]")
sp.plot(x_approx, y_approx, ".r", label=f"Табличные значения с шумом")
sp.plot(x_real, gen_y(x_real, *params_lsq), color="green",
label=f"loss=\"linear\"", linestyle=(0, (5, 10)))
sp.plot(x_real, gen_y(x_real, *params_soft_l1), color="magenta",
label=f"loss=\"soft_l1\"", linestyle=(5, (5, 10)))
sp.plot(x_real, gen_y(x_real, *params_cauchy), color="black",
label=f"loss=\"cauchy\"", linestyle=(7, (5, 10)))
sp.set_title(f"scipy.optimize.least_squares")
sp.legend(loc='lower left')
@staticmethod
def plot(method: str = "all"):
if method in ["lagrange", "all"]:
Approx.plot_lagrange()
if method in ["spline", "all"]:
Approx.plot_spline()
if method in ["least_squares_curvefit", "all"]:
Approx.plot_least_squares_curvefit()
if method in ["least_squares", "all"]:
Approx.plot_least_squares()
plt.ylabel("y")
plt.xlabel("x")
plt.show()
def main():
NonLinear.plot()
SLE.print()
Approx.plot()
if __name__ == "__main__":
main()
+15
View File
@@ -0,0 +1,15 @@
\chapter*{Заключение}
В ходе выполнения работы были выполнены поставленные задачи, цель
достигнута. В ходе исследования возможностей библиотек выяснилось,
что они не содержат реализаций численных методов для
решения систем нелинейных уравнений.
В целом, в ходе работы с библиотеками стоит отметить положительные
стороны: гибкость интерфейсов, высокое качество решений, большое
количество доступной информации о результатах работы алгоритма.
Из недостатков интерфейса библиотек можно отметить его неоднородность ---
некоторые численные методы реализованы с помощью классов, другие
с помощью функций, что может незначительно увеличить время на
освоение интерфейса библиотек и ее возможностей пользователями.
+68
View File
@@ -5,6 +5,7 @@
\usepackage{threeparttable}
\usepackage[labelsep=endash,tableposition=top,labelfont=md,textfont=md]{caption}
\usepackage{indentfirst}
\usepackage{float}
\usepackage{rotating}
\usepackage{setspace}
\usepackage{array}
@@ -111,6 +112,73 @@
tabsize=3,
escapechar={|},
emptylines=0,
extendedchars=true,
literate={а}{{\cyra}}1
{б}{{\cyrb}}1
{в}{{\cyrv}}1
{г}{{\cyrg}}1
{д}{{\cyrd}}1
{е}{{\cyre}}1
{ё}{\"{\cyre}}1
{ж}{{\cyrzh}}1
{з}{{\cyrz}}1
{и}{{\cyri}}1
{й}{{\cyrishrt}}1
{к}{{\cyrk}}1
{л}{{\cyrl}}1
{м}{{\cyrm}}1
{н}{{\cyrn}}1
{о}{{\cyro}}1
{п}{{\cyrp}}1
{р}{{\cyrr}}1
{с}{{\cyrs}}1
{т}{{\cyrt}}1
{у}{{\cyru}}1
{ф}{{\cyrf}}1
{х}{{\cyrh}}1
{ц}{{\cyrc}}1
{ч}{{\cyrch}}1
{ш}{{\cyrsh}}1
{щ}{{\cyrshch}}1
{ъ}{{\cyrhrdsn}}1
{ы}{{\cyrery}}1
{ь}{{\cyrsftsn}}1
{э}{{\cyrerev}}1
{ю}{{\cyryu}}1
{я}{{\cyrya}}1
{А}{{\CYRA}}1
{Б}{{\CYRB}}1
{В}{{\CYRV}}1
{Г}{{\CYRG}}1
{Д}{{\CYR96}}1
{Е}{{\CYRE}}1
{Ё}{{\"{\CYRE}}}1
{Ж}{{\CYRZH}}1
{З}{{\CYRZ}}1
{И}{{\CYRI}}1
{Й}{{\CYRISHRT}}1
{К}{{\CYRK}}1
{Л}{{\CYRL}}1
{М}{{\CYRM}}1
{Н}{{\CYRN}}1
{О}{{\CYRO}}1
{П}{{\CYRP}}1
{Р}{{\CYRR}}1
{С}{{\CYRS}}1
{Т}{{\CYRT}}1
{У}{{\CYRU}}1
{Ф}{{\CYRF}}1
{Х}{{\CYRH}}1
{Ц}{{\CYRC}}1
{Ч}{{\CYRCH}}1
{Ш}{{\CYRSH}}1
{Щ}{{\CYRSHCH}}1
{Ъ}{{\CYRHRDSN}}1
{Ы}{{\CYRERY}}1
{Ь}{{\CYRSFTSN}}1
{Э}{{\CYREREV}}1
{Ю}{{\CYRYU}}1
{Я}{{\CYRYA}}1
}
\newcommand\inputcode[3][]{
{\bfseries #1\filename{#2}}:
+64
View File
@@ -0,0 +1,64 @@
\chapter{Экспериментальное исследование возможностей библиотек}
Для исследования возможностей библиотек была разработана программа
на языке Python. Она позволяет изучить работу наиболее популярных
численных методов: методов решения нелинейных уравнений и
СЛУ, а также аппроксимации функций.
Ее структура состоит из классов \textbf{NonLinear}, \textbf{SLE},
\textbf{Approx}. Они состоят только из статических методов,
пользовательских родительских классов не имеют.
При запуске программа сначала выводит графики решений нелинейных
уравнений в отдельных окнах (рисунок \ref{bisect}, рисунок\ref{newton}),
входные и выходные данные для методов решения СЛУ в терминале, и
затем результаты аппроксимации, так же в виде графиков в отдельных
окнах.
Результат работы метода Гаусса (вывод терминала) приведен на
рисунке \ref{gauss}.
Вывод графиков осуществляется с помощью библиотеки \textbf{matplotlib},
через функции \textbf{matplotlib.pyplot.plot} и \textbf{matplotlib.pyplot.subplots} \cite{links:matplotlib}.
Все графики имеют заголовок, в котором написано название функции,
легенду в нижнем левом углу, в которой описаны данные графика.
\begin{figure}[ht]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/bisect.png}
\caption{Результат исследования функции bisect}
\label{bisect}
\end{figure}
\begin{figure}[ht]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/newton.png}
\caption{Результат исследования функции newton}
\label{newton}
\end{figure}
\begin{figure}[ht]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{assets/Gauss.png}
\caption{Результат решения СЛУ методом Гаусса}
\label{gauss}
\end{figure}
Для получения результатов исследования отдельных классов численных
методов есть следующие методы:
\begin{enumerate}
\item \textbf{NonLinear.plot} для вывода графиков результатов
решения нелинейных уравнений, \textbf{Approx.plot} --- для вывода
графиков решения задачи аппроксимации.
\item \textbf{SLE.print} --- для вывода результатов решения
СЛУ в терминал
\end{enumerate}
Данные методы самостоятельно вызываются при запуске программы
пользователем.
Вывод терминала а также графики для остальных методов приведены
в приложении А.
Код программы приведен в приложении Б.
Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 45 KiB

+65 -48
View File
@@ -1,3 +1,4 @@
% TODO: Fix terminology usage of "якобиан"
\input{vars}
\input{config}
\sloppy
@@ -485,7 +486,8 @@ LU-разложение \cite[с. 259]{book:levitin}. Для получения
В scipy для решения СЛУ вида (\ref{formula:eqn_banded_system})
существует две функции в модуле \textbf{scipy.linalg}:
\textbf{solve\_banded} \cite{links:scipy_doc} и
\textbf{solveh\_banded} \cite{links:scipy_doc}.
\textbf{solveh\_banded} \cite{links:scipy_doc}, обе из которых могут
решать задачи для n-диагональных матриц.
Различие между ними заключается в том, что \textbf{solve\_banded}
не использует метод прогонки, из-за низкой устойчивости метода в общем
@@ -554,41 +556,57 @@ LU-разложение \cite[с. 259]{book:levitin}. Для получения
Обе функции принимают матрицу \(ab\) либо в верхней (\textbf{solve\_banded}), либо в нижней форме (\textbf{solveh\_banded} при
включенной опции \(lower\)). Например, для матрицы
\begin{tabular}[htpb]{ccccc}
5 & 2 & -1 & 0 & 0 \\
1 & 4 & 2 & -1 & 0 \\
0 & 1 & 3 & 2 & -1 \\
0 & 0 & 1 & 2 & 2 \\
0 & 0 & 0 & 1 & 1 \\
\end{tabular}\\
\begin{equation*}
\left(
\begin{aligned}
5 && 2 && -1 && 0 && 0 \\
1 && 4 && 2 && -1 && 0 \\
0 && 1 && 3 && 2 && -1 \\
0 && 0 && 1 && 2 && 2 \\
0 && 0 && 0 && 1 && 1
\end{aligned}
\right)
\end{equation*}
верхняя форма будет следующей:
\begin{tabular}[htpb]{ccccc}
0 & 0 & -1 & -1 & -1 \\
0 & 2 & 2 & 2 & 2 \\
5 & 4 & 3 & 2 & 1 \\
1 & 1 & 1 & 1 & 0 \\
\end{tabular}
\begin{equation*}
\left(
\begin{aligned}
0 && 0 && -1 && -1 && -1 \\
0 && 2 && 2 && 2 && 2 \\
5 && 4 && 3 && 2 && 1 \\
1 && 1 && 1 && 1 && 0
\end{aligned}
\right)
\end{equation*}
Так как данная матрица не эрмитова, и, следовательно, не положительно
определенна, описание нижней формы для нее неуместно. Если взять эрмитову
определенна, нижняя форма для нее не существует. Если взять эрмитову
положительно определенную матрицу
\begin{tabular}[htpb]{cccccc}
4 & 2 & -1 & 0 & 0 & 0 \\
2 & 5 & 2 & -1 & 0 & 0 \\
-1 & 2 & 6 & 2 & -1 & 0 \\
0 & -1 & 2 & 7 & 2 & -1 \\
0 & 0 & -1 & 2 & 8 & 2 \\
0 & 0 & 0 & -1 & 2 & 9 \\
\end{tabular}\\
\begin{equation*}
\left(
\begin{aligned}
4 && 2 && -1 && 0 && 0 && 0 \\
2 && 5 && 2 && -1 && 0 && 0 \\
-1 && 2 && 6 && 2 && -1 && 0 \\
0 && -1 && 2 && 7 && 2 && -1 \\
0 && 0 && -1 && 2 && 8 && 2 \\
0 && 0 && 0 && -1 && 2 && 9
\end{aligned}
\right)
\end{equation*}
то ее нижняя форма будет следующая:
\begin{tabular}[htpb]{cccccc}
4 & 5 & 6 & 7 & 8 & 9 \\
2 & 2 & 2 & 2 & 2 & 0 \\
-1 & -1 & -1 & -1 & 0 & 0 \\
\end{tabular}
\begin{equation*}
\left(
\begin{aligned}
4 && 5 && 6 && 7 && 8 && 9 \\
2 && 2 && 2 && 2 && 2 && 0 \\
-1 && -1 && -1 && -1 && 0 && 0
\end{aligned}
\right)
\end{equation*}
\subsection{Метод простой итерации (метод Якоби)}
\subsubsection{Описание метода}
@@ -1273,7 +1291,7 @@ LU-разложение \cite[с. 259]{book:levitin}. Для получения
\verb|False|.
\item \(nan\_policy\) --- {\verb|"raise"|, \verb|"omit"|, \verb|None|}, необязательный
Определяет, как действовать, если входные данные содержат nan. Доступны следующие параметры (по умолчанию --- \verb|None|):
Определяет, как действовать, если входные данные содержат \verb|NaN|. Доступны следующие параметры (по умолчанию --- \verb|None|):
\begin{itemize}
\item \verb|"raise"|: выдает ошибку
@@ -1313,7 +1331,7 @@ LU-разложение \cite[с. 259]{book:levitin}. Для получения
дополнительную информацию о работе алгоритма.
\item \(mesg\) --- str
Cтроковое сообщение с информацией о решении.
Строковое сообщение с информацией о решении.
\item \(ier\) --- int
Целочисленный флаг. Если он равен 1, 2, 3 или 4, решение
@@ -1495,7 +1513,7 @@ LU-разложение \cite[с. 259]{book:levitin}. Для получения
(он позволяет находить точное решение для любых
f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии с
формулой Джузеппе Пеано). Из его недостатков можно отметить низкую
точность на пикообразных функциях (т.е. значение которой резко
точность на пилообразных функциях (т.е. значение которой резко
возрастают на отрезках малой длины).
При этом, если количество точек, по которым строится \(P_m(x)\), четно, то метод трапеций может оказаться удобнее, тем самым прекрасно дополняя
@@ -1522,10 +1540,10 @@ f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии
\begin{enumerate}
\item \(y\) --- array\_like
Массив входных данных по которым будет вычислятся интеграл
Массив входных данных по которым будет вычисляться интеграл
\item \(x\) --- array\_like, необязательный
Массив значений \(x\), соответсвующих \(y\). Если \verb|None|
Массив значений \(x\), соответствующих \(y\). Если \verb|None|
(по умолчанию), то в роли \(x\) будет создан массив равноотстоящих
значений (\(h = dx\))
\item \(dx\) --- scalar, необязательный
@@ -1561,7 +1579,7 @@ f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии
\int_{x_{i-1}}^{x_{i+1}} P_2(x)\, dx = \frac{h}{3}
\left( f(x_{i-1})+4f(x_i)+f(x_{i+1}) \right), \quad h = \frac{b-a}{N}
\end{equation*}
В результате, значение интерграла \(I\) будет вычислятся по формуле
В результате, значение интеграла \(I\) будет вычисляться по формуле
\begin{equation*}
I \approx \frac{h}{3} \sum_{i=0}^{n-1}(f(x_{2i})+4f(x_{2i+1})+f(x_{2i+2}))
\end{equation*}
@@ -1718,8 +1736,8 @@ f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии
В библиотеке scipy реализована модификации явного метода Рунге-Кутта ---
явные методы Рунге-Кутта-Фельберга \cite{article:fehlberg}, в функции
\textbf{solve\_ivp} модуля \textbf{scipy.integrate}.
Метод Рунге-Кутты-Фельберга порядка \(n(m)\) нужно понимать как метод
Рунге-Кутты порядка \(n\) с погрешностью \(O(h^m)\).
Метод Рунге-Кутта-Фельберга порядка \(n(m)\) нужно понимать как метод
Рунге-Кутта порядка \(n\) с погрешностью \(O(h^m)\).
Дополнительно, существуют классы для низкоуровневого управления
вычислениями:
@@ -1733,7 +1751,7 @@ f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии
ОДУ, и включает в себя реализации нескольких методов. Далее будут
описаны только те значения параметров, которые необходимы для решения
задачи исследуемым методом (Рунге-Кутта). Также стоит учесть, что при
описании параметров, вместо \(x\) будет использваться \(t\), как и
описании параметров, вместо \(x\) будет использоваться \(t\), как и
принято в зарубежных источниках.
Данная функция имеет следующие параметры:
\begin{enumerate}
@@ -1746,7 +1764,7 @@ f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии
См. \(vectorized\) для получения более детальной информации.
\item \(t\_span\) --- пара значений float
Интервал интегрирования \((t0, tf)\). Решатель (\(method\)) начинает выполнение с \(t=t0\) и осуществляет интегририрование, пока не выполнится условие \(t=tf\). И \(t0\), и \(tf\) должны быть числами с плавающей запятой или значениями, интерпретируемыми функцией преобразования чисел с плавающей запятой.
Интервал интегрирования \((t0, tf)\). Решатель (\(method\)) начинает выполнение с \(t=t0\) и осуществляет интегрирование, пока не выполнится условие \(t=tf\). И \(t0\), и \(tf\) должны быть числами с плавающей запятой или значениями, интерпретируемыми функцией преобразования чисел с плавающей запятой.
\item \(y0\) --- array\_like формы (n,)
Начальное состояние. Для задач на комплексной плоскости необходимо передавать комплексные \(y0\) (даже если начальное значение чисто вещественное).
@@ -1754,26 +1772,26 @@ f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии
Используемый метод интеграции:
\begin{itemize}
\item \verb|"RK45"| (по умолчанию): Явный метод Рунге-Кутты порядка 5(4). Погрешность контролируется в предположении точности метода четвертого порядка, но шаги выполняются с использованием формулы точности пятого порядка (проводится локальная экстраполяция). При включенном \(dense\_output\) используется интерполяционный полином четвертой степени. Может применяться на комплексной плоскости.
\item \verb|"RK45"| (по умолчанию): Явный метод Рунге-Кутта порядка 5(4). Погрешность контролируется в предположении точности метода четвертого порядка, но шаги выполняются с использованием формулы точности пятого порядка (проводится локальная экстраполяция). При включенном \(dense\_output\) используется интерполяционный полином четвертой степени. Может применяться на комплексной плоскости.
\item \verb|"RK23"|: Явный метод Рунге-Кутты порядка 3(2). Погрешность контролируется в предположении точности метода второго порядка, но шаги выполняются с использованием формулы точности третьего порядка (проводится локальная экстраполяция). Для плотного вывода используется кубический полином Эрмита. Может применяться на комплексной плоскости.
\item \verb|"RK23"|: Явный метод Рунге-Кутта порядка 3(2). Погрешность контролируется в предположении точности метода второго порядка, но шаги выполняются с использованием формулы точности третьего порядка (проводится локальная экстраполяция). Для плотного вывода используется кубический полином Эрмита. Может применяться на комплексной плоскости.
\item \verb|"DOP853"|: Явный метод Рунге-Кутты восьмого порядка. Является Python-реализацией алгоритма "DOP853", первоначально написанного на Fortran. При включенном \(dense\_output\) используется интерполяционный полином 7-го порядка с точностью до 7-го порядка. Может применяться на комплексной плоскости.
\item \verb|"DOP853"|: Явный метод Рунге-Кутта восьмого порядка. Является Python-реализацией алгоритма "DOP853", первоначально написанного на FORTRAN. При включенном \(dense\_output\) используется интерполяционный полином 7-го порядка с точностью до 7-го порядка. Может применяться на комплексной плоскости.
\item \verb|"Radau"|: Неявный метод Рунге-Кутты семейства Radau IIA порядка 5. Погрешность контролируется с помощью встроенной формулы третьего порядка точности. Кубический полином, который удовлетворяет условиям коллокация, используется при включенном \(dense\_output\).
\item \verb|"Radau"|: Неявный метод Рунге-Кутта семейства Radau IIA порядка 5. Погрешность контролируется с помощью встроенной формулы третьего порядка точности. Кубический полином, который удовлетворяет условиям коллокация, используется при включенном \(dense\_output\).
\end{itemize}
Явные методы Рунге-Кутты (\verb|"RK23"|, \verb|"RK45"|, \verb|"DOP853"|) следует использовать для нежестких уравнений, неявные методы (\verb|"Radau"|) --- для жестких. Среди методов Рунге-Кутты для решения с высокой точностью (низкие значения \(rtol\) и \(atol\)) рекомендуется \verb|"DOP853"|.
Явные методы Рунге-Кутта (\verb|"RK23"|, \verb|"RK45"|, \verb|"DOP853"|) следует использовать для нежестких уравнений, неявные методы (\verb|"Radau"|) --- для жестких. Среди методов Рунге-Кутта для решения с высокой точностью (низкие значения \(rtol\) и \(atol\)) рекомендуется \verb|"DOP853"|.
Если не уверены, сначала попробуйте запустить \verb|"RK45"|. Если он делает необычно много итераций, расходится или терпит неудачу, ваша проблема, вероятно, будет сложной, и вам следует использовать \verb|"Radau"|.
Вы также можете передать произвольный класс, производный от \(OdeSolver\), который реализует решатель.
\item \(t\_eval\)--- array\_like / \verb|None|, необязательный
Значения \(t\), для которых нужно сохранить вычисленные значения решения, должны быть отсортированы и находиться в пределах \(t\_span\). Если \verb|None| (по умолчанию), использутся точки, выбранные решателем.
Значения \(t\), для которых нужно сохранить вычисленные значения решения, должны быть отсортированы и находиться в пределах \(t\_span\). Если \verb|None| (по умолчанию), используются точки, выбранные решателем.
\item \(dense\_output\) --- bool, необязательный
Определяет, следует ли вычислять непрерывное решение. По умолчанию --- \verb|False|.
\item \(events\) --- callable / list из callables, необязательный
\item \(events\) --- callable / list из callable, необязательный
События для отслеживания. Если \verb|None| (по умолчанию),
события отслеживаться не будут. Событие происходит, когда
@@ -1902,9 +1920,8 @@ f\(x\), если \(f^{(4)}(x) = 0, x \in [a;b] \), в соответствии
считается плотной.
\end{itemize}
\end{enumerate}
\chapter{Экспериментальное исследование возможностей библиотек}
\chapter*{Заключение}
\input{experimental_research}
\input{conclusion}
\addcontentsline{toc}{chapter}{Заключение}
\input{sources}
+122 -17
View File
@@ -1,6 +1,4 @@
\documentclass{beamer}
\usepackage[russian]{babel}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[outputdir=cache]{minted}
@@ -14,7 +12,7 @@
\title[]{\cwtitle}
\institute[]{ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет»}
\date{\null}
\author[ ]{Студент ПМИб-3301-52-00 \cwauthor\\ \and к.п.н. А.Н.~Соколова}
\author[ ]{Студент ПМИб-3301-52-00 \cwauthor \newline \and к.п.н. А.Н.~Соколова}
\newcommand\frametitleSpec[1]{%
\frametitle{#1}
@@ -27,43 +25,150 @@
\begin{document}
\begin{frame}
\centering\includegraphics[width=0.4\textwidth]{files/vyatsu_logo.png}\\
\centering\includegraphics[width=0.4\textwidth]{assets/vyatsu_logo.png}\\
\titlepage
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{План доклада}
\tableofcontents
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitleSpec{Введение}
Активное внедрение компьютеров во всевозможные отрасли жизни человека привело к тому, что при решении прикладных задач требование к скорости и дешевизне разработки стало выше требований производительности и ресурсоемкости разрабатываемой программы.
Для языка Python разработаны библиотеки numpy и scipy
математической направленности.
Они включают в себя множество алгоритмов решения разнообразных задач, в том числе для интегрирования функций, осуществления операций над массивами и
матрицами.
\begin{enumerate}
\item Проблема состоит в том, что на данный момент ОС, которая бы могла более эффективно использовать текущее АО устройств, не разработана.
\item Целью данной работы является рассмотрение архитектуры и разработка части прототипа данной ОС.
\item Проблема состоит в том, что на данный момент особенности
библиотек, полнота их возможностей с точки зрения решения
задач численными методами недостаточно исследованы.
\item \textbf{Целью} данной работы является исследование
вышеприведенных характеристик данных библиотек.
\item Для достижения цели курсового проекта необходимо выполнить
следующие \textbf{задачи}:
\begin{itemize}
\item Изучить архитектуру и требования прототипа ОС.
\item Определить перечень сервисов обеспечения целостности и оптимизации экосистемы устройств.
\item Разработать БД и сервисы обеспечения целостности и оптимизации прототипа экосистемы устройств.
\item Изучить распространенные численные методы решения
основных классов задач.
\item Изучить документацию библиотек numpy и scipy на
предмет реализации рассмотренных методов.
\item Экспериментально исследовать возможности
реализаций рассмотренных численных методов данных
библиотек.
\end{itemize}
\end{enumerate}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitleSpec{О программной реализации}
Реализация сервисов написана на языке C++ в виде отдельных компонентов.
\frametitleSpec{Рассмотренные численные методы}
Всего было рассмотрено 20 численных методов, каждый из которых
решает свой класс задач:
\begin{enumerate}
\item Решение нелинейных уравнений
\begin{itemize}
\item Метод деления отрезка пополам
\item Метод касательных (Ньютона)
\item Метод простой итерации
\end{itemize}
\item Решение СЛУ:
\begin{itemize}
\item Метод Гаусса
\item Метод обратной матрицы
\item Метод прогонки
\item Метод простой итерации
\item Метод Зейделя
\end{itemize}
\item Решение систем нелинейных уравнений, с помощью метода Ньютона, и модифицированных версий методов Зейделя и простой итерации.
\end{enumerate}
\end{frame}
\begin{frame}
\begin{enumerate}
\item Аппроксимация функций
\begin{itemize}
\item Интерполяционные полиномы Лагранжа, Ньютона
\item Сплайн-интерполяция
\item Сглаживание. Метод наименьших квадратов
\end{itemize}
\item Численное интегрирование
\begin{itemize}
\item Метод трапеций
\item Метод парабол
\end{itemize}
\item Решение задачи Коши ОДУ
\begin{itemize}
\item Метод Эйлера, и его модифицированная версия
\item Метод Рунге-Кутта
\end{itemize}
\end{enumerate}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitleSpec{Экспериментальное исследование библиотек}
Была разработана программа на языке Python, использующая
возможности scipy и numpy для решения задач.
\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[width=0.25\textwidth]{files/cpp-logo.png}
\includegraphics[width=0.25\textwidth]{assets/python-logo.png}
\end{figure}
В программе были приведены примеры решения СЛУ, нелинейных уравнений
и задач аппроксимации функций с помощью описанных в данной работе
методов. Программа не интерактивная.
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitleSpec{Результаты работы программы}
\begin{figure}
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{assets/bisect}
\end{figure}
\begin{figure}
\includegraphics[width=0.65\textwidth]{assets/Gauss}
\end{figure}
\end{frame}
\begin{frame}
\begin{figure}
\includegraphics[width=1\textwidth]{assets/Thomas.png}
\end{figure}
\end{frame}
\begin{frame}
\begin{figure}
\includegraphics[width=1\textwidth]{assets/lagrange.png}
\end{figure}
\end{frame}
\begin{frame}
\begin{figure}
\includegraphics[width=1\textwidth]{assets/CubicSpline}
\end{figure}
\end{frame}
\begin{frame}
\begin{figure}
\includegraphics[width=1\textwidth]{assets/Akima1DInterpolator.png}
\end{figure}
\end{frame}
\begin{frame}
\begin{figure}
\includegraphics[width=1\textwidth]{assets/curve_fit.png}
\end{figure}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitleSpec{Заключение}
При реализации прототипа экосистемы был разработан один из возможных вариантов деления на подсистемы, и рассмотрены возможные пути реализации.
Из недостатков текущей реализации можно отметить отсутствие компонента, отвечающего за безопасность и разделения прав доступа пользователей к вычислительным ресурсам сервера.
Таким образом, задачи проекта выполнены, цель проекта достигнута.
В ходе выполнения работы были выполнены поставленные задачи, цель
достигнута. В ходе исследования возможностей библиотек выяснилось,
что они не содержат реализаций численных методов для
решения систем нелинейных уравнений.
В целом, в ходе работы с библиотеками стоит отметить положительные
стороны: гибкость интерфейсов, высокое качество решений, большое
количество доступной информации о результатах работы алгоритма.
Из недостатков интерфейса библиотек можно отметить его
неоднородность --- некоторые численные методы реализованы с помощью
классов, другие с помощью функций, что может незначительно
увеличить время на освоение интерфейса библиотек и ее возможностей
пользователями.
\end{frame}
\begin{frame}
\begin{center}
+7 -10
View File
@@ -4,28 +4,25 @@
\or 07.08.2023% 2
\or 09.08.2023% 3
\or 19.08.2023% 4
\or 17.10.2023% 5
\else\@ctrerr\fi
}
\renewcommand\bibname{Библиографический список}
\begin{thebibliography}{00}
\addcontentsline{toc}{chapter}{Библиографический список}
\bibitem{book:nm-examples} Ахмадиев Ф.Г., Габбасов Ф.Г., Ермолаева Л.Б., Маланичев И.В. Численные методы. Примеры и задачи. Учебно-методическое пособие по курсам «Информатика» и «Вычислительная математика». -- Казань:
КГАСУ, 2017. -- 107 с.
\bibitem{book:bahvalov} Бахвалов~Н.~С., Жидков~Н.~П.,
Кобельков~Г.~М. Численные методы. -- 7-е изд. -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний,
2011. -- 636 с., c илл. -- (Классический университетский учебник).
\bibitem{book:nm-examples} Ахмадиев Ф.Г., Габбасов Ф.Г., Ермолаева Л.Б., Маланичев И.В. Численные методы. Примеры и задачи. Учебно-методическое пособие по курсам «Информатика» и «Вычислительная математика». -- Казань: КГАСУ, 2017. -- 107 с.
\bibitem{book:bahvalov} Бахвалов~Н.~С., Жидков~Н.~П., Кобельков~Г.~М. Численные методы. -- 7-е изд. -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. -- 636 с., c илл. -- (Классический университетский учебник).
\bibitem{links:matplotlib} Документация модуля pyplot библиотеки matplotlib [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://matplotlib.org/stable/api/pyplot_summary.html} (\LiteratureAccessDate[5]).
\bibitem{book:levitin} Левитин~A.~В. Алгоритмы: введение в разработку и анализ. -- Пер.~с~англ. -- М.:Издательский~дом~"Вильяме", 2006. -- 576 с., с ил.
\bibitem{book:lectures} Письменный~Д.~Т. Конспект лекций по высшей математике. 2 часть. -- М.: Рольф, 2000. -- 256 с., с илл.
\bibitem{article:fehlberg} Classical Fifth-, Sixth-, Seventh-, and Eighth-Order Runge-Kutta Formulas with Stepsize Control / Fehlberg E. // NASA technical report 287 -- 1968. -- P.~82
\bibitem{links:numpy} Numpy. Официальный сайт проекта [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://numpy.org/} (\LiteratureAccessDate[2]).
\bibitem{links:numpy_doc} Numpy API Reference [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://numpy.org/doc/stable/reference/index.html} (\LiteratureAccessDate[3]).
\bibitem{links:PEP465} PEP 465 -- A dedicated infix operator for matrix multiplication [Электронный ресурс] -- URL:~\url{A dedicated infix operator for matrix multiplication} (\LiteratureAccessDate[4]).
\bibitem{links:bhatia} Positive definite matrices / R. Bhatia // Princeton Series in Applied Mathematics -- 2007.
\bibitem{links:python} Python. Официальный сайт проекта [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://www.python.org/} (\LiteratureAccessDate).
\bibitem{links:bhatia} R. Bhatia Positive definite matrices -- Princeton Series in Applied Mathematics -- 2007.
\bibitem{links:scipy} Scipy. Официальный сайт проекта [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://scipy.org/} (\LiteratureAccessDate[2]).
\bibitem{links:scipy_doc} Scipy API Reference [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/index.html} (\LiteratureAccessDate[3]).
\bibitem{links:tiobe_index} TIOBE. Официальный сайт проекта
[Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://www.tiobe.com/tiobe-index/} (\LiteratureAccessDate).
\bibitem{journal:cartwright} Simpson's Rule Cumulative Integration with MS Excel and Irregularly-spaced Data / Cartwright, Kenneth V. // Journal of Mathematical Sciences and Mathematics Education. -- 2017. -- Vol.~12~(2) -- P.~1-9.
\bibitem{article:fehlberg} Classical Fifth-, Sixth-, Seventh-, and Eighth-Order Runge-Kutta Formulas with Stepsize Control / Fehlberg E. // NASA technical report 287 -- 1968.
-- P.~82
\bibitem{links:tiobe_index} TIOBE. Официальный сайт проекта [Электронный ресурс] -- URL:~\url{https://www.tiobe.com/tiobe-index/} (\LiteratureAccessDate).
\end{thebibliography}