چه چیزی در این دوره خواهید آموخت؟

این دوره جامع، طیف گسترده‌ای از مباحث برنامه‌نویسی در Mathematica را پوشش می‌دهد تا شما را به یک کاربر مسلط و کارآمد تبدیل کند. پس از اتمام دوره، شما قادر خواهید بود:

• آشنایی کامل با محیط نوت‌بوک‌های Mathematica و قابلیت‌های تعاملی آن.
• درک عمیق از سینتکس Mathematica، متغیرها، و انواع داده‌های مختلف.
• تعریف و استفاده از توابع سفارشی، ماژول‌ها و بلوک‌های کد برای سازماندهی بهتر برنامه‌ها.
• تسلط بر ساختارهای کنترلی جریان (مانند If، Switch، Do، While، For) برای ایجاد منطق‌های پیچیده.
• کار با ساختارهای داده‌ای پیشرفته شامل لیست‌ها، آرایه‌ها، قواعد و جداول انجمنی (Associations).
• انجام محاسبات نمادین پیشرفته از جمله حل معادلات جبری و دیفرانسیل، مشتق‌گیری و انتگرال‌گیری نمادین.
• پیاده‌سازی روش‌های عددی و بهینه‌سازی برای حل مسائلی که راه‌حل تحلیلی ندارند.
• ایجاد نمودارهای دو بعدی و سه بعدی، انیمیشن‌ها و تجسم‌سازی‌های داده‌ای پویا و تعاملی.
• استفاده از قابلیت‌های قدرتمند تطابق الگو (Pattern Matching) و برنامه‌نویسی مبتنی بر قواعد برای حل مسائل به روشی الگانت.
• نحوه ورود و خروج داده‌ها از فایل‌های مختلف و ارتباط با محیط‌های برنامه‌نویسی دیگر.
• ساخت رابط‌های کاربری تعاملی ساده با استفاده از Manipulate برای کاوش پویا در داده‌ها و مدل‌ها.
• اعمال مفاهیم برنامه‌نویسی Mathematica در سناریوهای واقعی و حل مسائل کاربردی.

مزایای شرکت در این دوره

یادگیری برنامه‌نویسی در Mathematica مزایای چشمگیری را برای دانشجویان، پژوهشگران و متخصصان به همراه دارد:

• افزایش بهره‌وری: توانایی خودکارسازی محاسبات پیچیده و تکراری، زمان شما را به شکل قابل توجهی ذخیره می‌کند.
• توانمندسازی در حل مسئله: شما به ابزاری قدرتمند برای رویکردهای نوآورانه در حل مسائل دشوار ریاضیاتی، علمی و مهندسی مجهز خواهید شد.
• دقت و قابلیت اطمینان بالا: Mathematica با موتور محاسباتی دقیق خود، نتایج قابل اعتمادی را ارائه می‌دهد که برای تحقیقات حساس ضروری است.
• گسترش افق‌های شغلی: تسلط بر Mathematica یک مهارت ارزشمند در بسیاری از صنایع از جمله پژوهش، توسعه نرم‌افزار، تحلیل داده‌ها و مهندسی است.
• تجزیه و تحلیل داده‌های پیشرفته: این دوره شما را برای انجام تحلیل‌های آماری، مدل‌سازی و بصری‌سازی داده‌های پیچیده آماده می‌کند.
• زیربنایی محکم برای آینده: مباحث مطرح شده در این دوره، پایه‌ای قوی برای یادگیری مفاهیم پیشرفته‌تر و کاربردهای تخصصی‌تر Mathematica فراهم می‌کند.

پیش‌نیازهای دوره

برای بهره‌مندی حداکثری از این دوره، داشتن پیش‌زمینه‌های زیر توصیه می‌شود:

• آشنایی پایه با کامپیوتر: توانایی کار با سیستم عامل، نصب نرم‌افزار و مدیریت فایل‌ها.
• مفاهیم پایه ریاضی: درک اصول جبر، حسابان مقدماتی و آمار پایه می‌تواند بسیار مفید باشد، هرچند دوره مفاهیم خاص Mathematica را از ابتدا آموزش می‌دهد.
• تفکر منطقی: توانایی تفکر گام به گام و حل مسئله، برای برنامه‌نویسی در هر زبانی از جمله Mathematica، حیاتی است.
• نصب نرم‌افزار Mathematica: دسترسی به نرم‌افزار Wolfram Mathematica (نسخه ۲۰۱۷ یا جدیدتر) برای تمرین عملی و انجام مثال‌ها ضروری است.

نیاز به تجربه قبلی در برنامه‌نویسی به زبان‌های دیگر نیست، زیرا این دوره از پایه شما را با منطق برنامه‌نویسی و پیاده‌سازی آن در Mathematica آشنا می‌کند.

ساختار و بخش‌های اصلی دوره

این دوره به صورت ساختاریافته و منطقی، از مفاهیم پایه تا پیشرفته‌ترین تکنیک‌ها را در بر می‌گیرد تا مسیر یادگیری شما هموار باشد.

• بخش ۱: مقدمه‌ای بر محیط Mathematica و مبانی
  • آشنایی با رابط کاربری نوت‌بوک، سلول‌ها و نحوه ارزیابی کد.
  • معرفی مفاهیم پایه مانند متغیرها، انواع داده و عملگرهای ریاضی.
  • کار با توابع داخلی (Built-in Functions) و نحوه استفاده از مستندات.
• بخش ۲: برنامه‌نویسی بنیادی و ساختارهای کنترلی
  • تعریف توابع سفارشی با استفاده از := و Function.
  • استفاده از If، Which و Switch برای منطق شرطی.
  • حلقه‌ها: Do، While و For و مقایسه کارایی آنها.
  • مفاهیم Module و Block برای مدیریت متغیرها.
• بخش ۳: کار با ساختارهای داده‌ای
  • ایجاد و دستکاری لیست‌ها و آرایه‌ها.
  • استفاده از Map، Apply و Fold برای عملیات روی لیست‌ها.
  • معرفی و کاربرد قواعد (Rules) و جداول انجمنی (Associations).
• بخش ۴: محاسبات نمادین و عددی
  • حل معادلات جبری، دیفرانسیل و انتگرال به صورت نمادین.
  • پیاده‌سازی مشتق‌گیری، انتگرال‌گیری و بسط سری.
  • حل عددی معادلات و سیستم‌های معادلات.
  • بهینه‌سازی توابع و پیدا کردن ریشه‌ها به روش عددی.
• بخش ۵: تجسم‌سازی داده‌ها (Visualization)
  • رسم انواع نمودارهای دو بعدی (Plot، ListPlot) و سه بعدی (Plot3D، DensityPlot).
  • سفارشی‌سازی ظاهر نمودارها و افزودن عنوان و برچسب.
  • ساخت انیمیشن‌ها و نمودارهای تعاملی با Animate و Manipulate.
• بخش ۶: برنامه‌نویسی پیشرفته و کاربردی
  • تطابق الگو (Pattern Matching) و کاربردهای آن در بازنویسی عبارات.
  • برنامه‌نویسی مبتنی بر قواعد و استفاده از ReplaceAll و ReplaceRepeated.
  • ورود و خروج داده‌ها از فرمت‌های مختلف (CSV, Excel, Text).
  • بررسی پکیج‌ها و نحوه تعریف پکیج‌های سفارشی.
  • مثال‌های عملی و پروژه‌های کوچک در زمینه‌های فیزیک، مهندسی، آمار و مالی.

نکات کلیدی و برجسته دوره

این دوره با تأکید بر جنبه‌های کاربردی و عملی، ویژگی‌های متمایزی دارد:

• رویکرد عملی: تمرکز بر حل مسائل واقعی با مثال‌های کاربردی فراوان در هر بخش.
• جامعیت: پوشش مباحث از سطح کاملاً مبتدی تا سطح پیشرفته، مناسب برای طیف وسیعی از مخاطبان.
• بهره‌وری کد: آموزش تکنیک‌ها و بهترین شیوه‌ها برای نوشتن کدهای تمیز، کارآمد و قابل نگهداری در Mathematica.
• پشتیبانی از نسخه‌های جدید: محتوای دوره مطابق با آخرین قابلیت‌های Mathematica 2020 و نسخه‌های پیشین آن به روز رسانی شده است.
• ارائه راهکارهای خلاقانه: با استفاده از ویژگی‌های منحصربه‌فرد Mathematica، شما یاد می‌گیرید چگونه مسائل را به روش‌های نوآورانه حل کنید.