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[學科討論] (ENGG1001)等我話你知Engineering是什麼

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不得不讚!
我更清楚engine這門路了

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Textbooks, Engineering 與 Science 的比較

入門Textbooks
opinion only, textbook應該自己找, 有時自己找的更好

Mech Civil
Engeering Mech Dynamics
Fundamentals of Fluid Mech, Munson,
Elementary Fluid Mech ,Vennard
Materials Science & Engineering: An Introduction
Thermodynamics: An Engineering Approach (Mech)
Structural Analysis, Kassimali (Civil)


CompSci.
How to Program, DEITEL
Discrete Maths and Its Applications, Kenneth H. Rosen
內容 :   Boolean Algebra, Propability, Combinatorics, Language and Grammar, State Machine

Introduction to Algorithms, Thomas H.Cormen
Data Structures Algorithm Analysis Java
內容 : Big-O, Recursion, Hash, Linked List, Tree, Search, Sort

CompEng
Digital System Principles and Application, Tocci
Microprocessor & Microcomputers , Tocci
Computer Organization & Design, David A. Patterson
內容:FlipFlops, Memory System, Adder Counter Timer, ALU, RegistersDMA, I/O, Assembler, Condition Code Register,Exception, Interrupt, Subroutine

Electrical
Electrical & electronic technologies, Hughes
內容: DC AC LRC, 3-Phase, Transformer, Machine

Fundamental of Electric Circuits, Sadiku
內容: Nodal, Mesh, Thevenin, Norton, Superposition, MaxPower, Phasor, Amplifier

Electronics
Electronic Device,Floyd
Microelectronics,Smith
內容 : OpAmp,BJT,MOS,IC

Engineering electromagnetics, William
Engineering Electromagnetics, NN Rao
Introduction to Electrodynamics, Griffiths (for Physics Major)
內容: Maxwell Equations, EM Wave, Transmission Line, Wave Guide, Antenna

[ 本帖最後由 Automaton 於 2012-5-19 09:54 PM 編輯 ]

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---------------------EngineeringScience 的不同-----------------

Technically,  engphysics, maths, Engine不是Physics, Math
應用,Design 沒公式的,
這是精彩之處
Design可以很好玩
(沒theory支持的design,多數垃圾)


正因為沒公式,有時候problem的要求看得不清楚,
結果debug到死(CS簡直就... )


有時甚至要去學其他科,
例:Bio-informatics: DNA ATCG 好比01, deactivator好比tri-state logic
Bacterial Battery: metabolism
Neural Network, AI, BI :挑戰von Neumann architectureConnection Machine!

何謂好Design
商業有競爭, 在競爭中, 你不把hardware性能到用到盡,你輸
Computer Engineering有一大堆天才design超神奇,超美妙的,只是3AND OR NOT就千變萬化


有時候, 因為要"用到盡"
所以要知物料性質/定律來源
要知proof
當然一定沒phy/math,也沒那麼重視,Engine不是Physics, Math


用到盡/Optimization最大化
這是一門數
中學學過"linear programming" (當然,太簡化)
design要考慮很多很多問題,
engine很多時要考慮un-ideal case和衝突
還要考慮錢,資源, 這一些麻煩因素,
因為,現實世界不完美的 (多un-ideal factor, 多approximations)
不是無限資源的 (多limit)
有極限的


為什麼要搞Multi-core CPU?
一塊9999GHz CPU不好?
如果一塊高frequencyCPU, 廢熱會大到CPU
因frequency愈高,current就全部停留在surface(Skin-Effect)
現實有極限的

衝突
BJT是個超好的例子 Bandwidth, Gain, range, I/O impedances  都互相衝突

Computer Language : 易明 與 快的衝突
C/C++ 一定易明過直接寫10010
不過C/C++一定快不過直接寫10110
不過直接寫10是外星人才做到的事


另一例:Civil意粉橋 : 數量與重量的衝突,用最少意粉最重


所以multi-variable,under特定weighting時,
Optimization很重要(Optimization玩過界會變Game Theory)

Design比較
最大化後,Design可互相比較
證明方法/用較少資源
程式: run time(time complexity) memory consumption (space complexity)
你知道怎樣證明 一種意粉橋的設計在 無限種設計中 較好嗎?


圖書館要關門,之後再打

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回覆 33# Automaton 的帖子

發表於 2012-5-19 06:09 AM.......................

樓主兄!!! 你...你温通宵嗎!? 小弟最勁都只係ce, bio 同 chem 前日温通宵 @@ ( AL 不敢 la...)

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回覆 32# Automaton 的帖子

推推推

[ 本帖最後由 tony625 於 2012-7-1 01:53 AM 編輯 ]

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I really learn many things....truly and humbly speaking...thx 樓主兄 !!!

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工程的數

現在談談工程的數學
"應該人人知Eng數多, 但數好的人多不多?
應該人人知當水泡而入Eng的人多, 但數好的人多不多?"

工程科是超級多數學
因為工程就是要去處理事物
所以需要一種語言去描述事物
而 數學 是 最能夠去描述自然的 一種語言
所以Eng是超級多數學

不過
世界是超級大的, 沒有你想像中那麼簡單
數學也分很多很多分支的

正因為是Eng要的是"描述", 所以Eng的數學,
重點不會那一些 研究數學結構, 證明等等 純粹數學 才會做的東西

當然, 不是純粹數學, 不代表沒有理論, 只要識用就可以
"識背方法就得啦"
"唔明咪背囉"
都是錯誤的想法
(當然, 有這些想法的人,大有人在)


那麼工程要什麼數?

如果有人以為讀完AL pure mathematics, Applied mathematics就可以應付的話
視野就太窄, 太( 難听一點: 唔識世界的傻仔 )

--開始--
我主要說一下有什麼key word , 在這裡 講晒 是不可能的

入門
1. Linear Algebra
Matrix, Determinant, System of Linear Equations
中學都有(Pure Mathematics, M2), 詳情不多說
不過大學會去到n-th order, 即會出現4X4Matrix, 5X5 matrix
(大過3X3的determinant, Rule of Sarrus不能直接用)
會多一些新matrix : adjoint & adjugate (2者是不同的)

另外, 如果是電的Eng (電腦電子電機)
Solve Circuit時, 用Mesh, Nodal Analysis會日日見Matrix,很煩
所以,會學一個數學軟件"computationally solve the problem" : MATLAB  (Matrix Laboratory)
要不然用手solve 5X5 determinant......

之後會有新東西,而且全都有關係,是一大串新知識

Transformation, Eigenvalue, Eigenvector, Rank, Diagonalization
Vector Space, Linear Dependence, Orthogonal, Orthonormal, Subspace, Span, Basis
Orthogonal, Orthonormal , dot cross product, spectral decomposition
Diagonalization就是想方法把Matrix變做Diagonal Matrix,因為diagonal matrix很有用
運算上還是一樣不太難(應該說是一樣)
不過概念上會突然變得有點抽象
(因為某程度上Vector Space是最初等Abstract Maths,因Vector Space正是研究數學結構)
數差的人會停在這裡, 而且這裡會出現prove的問題, 而且不少

最後, 一般會以

Quadratic Form

把Linear Algebra應用在conic section

簡單來說, quadratic form 都是想把Matrix變做這樣



因為no-cross product term可以令計算更易更快


而且這個Optimization中, 常常會用到


2. Ordinary Differential Equation
這個課題, 很很很簡單, 應該是最最最淺 (當然, 不是1+1=2那麼淺, 只是相比其他topic淺)
即使是Second Order,也遠遠和PDE比不上
ODE是絕對可以完全自學的, 不多說, 自己找書

3. Vector Calculus
把Single-Variable Calculus重新來一次, 不過是multi-variable和3D vector
所以比single variable多了一些性質, 但本都是一樣
例, 找limit , 找最大值, 找slope, integrate

concept :

partial differentiation, grad,

lagrange multiplier, Hessian Matrix

double integral, triple integral, cylindrical,spherical coordinate, Jacobian Matrix
Vector Field, line integral, surface integral, divergence, curl
最後會由Gauss, Green, Stoke Theorems作完結
入門數應該不會詳細考Laplace poisson equation

而來來去去, 都是在談論Del / Nabla Operator



[ 本帖最後由 Automaton 於 2012-5-25 07:35 AM 編輯 ]

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說完前3科(較易), 之後到剩下的4科

4.  Complex Variables
Complex number,人人都知,簡單易明
但complex function,就不是那麼簡單
Complex function的domain 和range之間的mapping,也可以很tricky的
不過Engine的Complex Variable,不是Maths Major,只會有一點Analysis的東西
會學:Complex function,Cauchy-Riemann equations,
Analytic Function, Power/Taylor/Laurent series
Poles,Cauchy integral theorem, Residue Theorem
一般以Method of Contour Integral
這是一個很有用的Application, 是個integration方法, 專門處理負無限integrate到正無限,或 sin cos的integral
(Fourier Analysis會狂用)
而這一課有很多精彩的東西
其中一個 : 有一條線包圍一個範圍, 只要你知道邊界的資料, 你就可以知道邊界以內的所有點的資料


5. Probability and statistics
這個也很淺,而且和Sci/Math學的差不多, 不多說


6 TransformLaplace Trnasform, Fourier Transform, Phasor, Z-Transform
"正常方式解決不了問題, 找另一條路"
這一大堆Transform, 不要小看, 很多很多Engineering Problem和他們有關


Control / System Engineering
"把一個system以數學方式看待, input-output關係式 : transfer function TF"


全是ODE, 所以要用Laplace去handle因為正常solve ODE的方法, 在TF上, 極慢


Communication AM FM
我們有很多天線, 都同時放EM wave
不想收錯訊號, 那就把訊號改一改
所以有AM FM (amplitude, Frequency modulation)


簡單來說, 就是故意
interference 原有signal (information)
去改到 設計者想要的特性
那麼就可以令天線接收更好(少沙沙聲)
詳細是一大堆EM wave的處理
所以要一大堆處理wave的數學工具
所以用狂用Fourier Transform, Z-transform, Phasor, FFT, DFT等

更加general地說, 只要有Vibration(無論是Mechanical, EM, information,thermal, 甚至是probability)
都會有Fourier的出現
(Historically, Fourier 研究Heat Transfer, 慢慢就有fourier transform, analysis)



7. PDE : Laplace & Poisson Equation
這個應該是入門數之中最深的了
簡單來說,就是differential equation之中有partial derivative, 要 求解
最簡單經典的Poission, 就是電學的 potenital

solve PDE 要有一大堆技巧

而這個太Technical, 找不到易明例子, 不好講

---------------
以上是一般Engine的入門數


另外CS是只需要1,5
CS要的是Graph Theory, State Machine, Algorithm, Data Structure等等東西, 那是另一方面的東西了


都是那句, 快去看大學書,很精彩的




[ 本帖最後由 Automaton 於 2012-5-25 08:31 AM 編輯 ]

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A push for this good post !

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good post !我都想知多d!支持!

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中學數學可以點樣銜接大學數學?
2013 DSE

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回覆 41# Dick的的 的帖子

I suggest two really FAMOUS book that you can use.

1. Thomas' Calculus.  ( Detailed, but wordy. )

2. Calculus.  James.Stewart. ( Essential, not wordy, level of deph is similar to Thomas' )

Finish reading them all, and it is the basic things required for science but not engineering, nor Maths, these books are a bit practical, not really the mathematics major student who are going to study in University. Some of my Maths friends are studying something called 'analysis'...

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唉,讀既野又難,
讀完又打份岩岩好養到自己既工,又俾人卑視,
香港真係....
唔通真係個個都要讀BBA咩

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引用:
原帖由 714 於 2012-6-20 18:48 發表
唉,讀既野又難,
讀完又打份岩岩好養到自己既工,又俾人卑視,
香港真係....
唔通真係個個都要讀BBA咩
讀BBA有鬼用,出嚟咪又係文員仔一名。

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回覆 45# miklcct 的帖子

要睇下咩U同咩BBA

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