Algorytmy teorii liczb i kryptografii w przykładach
Autor: Andrzej Chrzęszczyk

Książka jest przeznaczona dla Czytelników rozpoczynających poznawanie kryptografii, którzy chcą się przy okazji zapoznać z elementarnymi faktami związanymi z teorią liczb całkowitych. W książce przedstawiono – na bazie dokładnie opisanych przykładów – najbardziej popularne algorytmy kryptograficzne i teorii liczb. Żeby ułatwić Czytelnikom ich samodzielną analizę i weryfikację autor zrezygnował ze stosowania do realizacji obliczeń kosztownych narzędzi komercyjnych (jak Mathematica lub Maple), w ich miejsce zastosował dostępne bezpłatnie GP/Pari i Sage. Dzięki temu duża liczba przykładowych obliczeń teorii liczb i kryptografii zawarta w tekście książki jest dostępna dla szerokiego grona zainteresowanych.

ISBN: 978-83-60233-67-2
Format: B5,
328 str.
Twarda oprawa
Legionowo 2010

O KSIĄŻCE

Sterowniki S7-300 z firmy SIEMENS oraz oprogramowanie do niego Step 7 są w Polsce i na świecie najpopularniejszymi produktami automatyki wykorzystywanymi do sterowania maszyn i linii technologicznych. Na rynku wydawniczym brakowało pozycji, która by w tak szerokim stopniu i metodycznie omawiała tematykę tego sterownika. Zakres tematyczny oraz najnowsze materiały zostały przygotowane i udostępnione przez pracowników firmy SIEMENS.

Książka powstała z myślą o studentach automatyki i informatyki, będzie również przydatna kadrze inżynierskiej i uczniom szkół technicznych. W celu ułatwienia korzystania z tej ksiązki zwłaszcza dla Czytelników mniej zaawansowanych w tematyce sterowników, wyjaśnienia elementarnych pojęć można znaleźć w poprzedniej książce autora „Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej”.

Na papier zostały przelane wieloletnie doświadczenia autora, nabyte podczas projektowania i uruchamiania instalacji bazujących na sterownikach, zarówno w kraju jak i za granicą (we Włoszech i Iranie). Do powstania tej książki przyczyniło się również miejsce pracy, jakim jest Katedra Automatyzacji Procesów na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Akademii Górniczo-Hutniczej, gdzie będąc profesorem stara się uczyć studentów tego, co jest nowoczesne i przydatne w życiu.

O AUTORZE

Prof. dr hab. inż. Janusz Kwaśniewski jest nauczycielem akademickim w Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława. Staszica w Krakowie. Jego zainteresowania koncentrują się na projektowaniu, modelowaniu i badaniach symulacyjnych elementów i systemów automatyki. Szczególnie interesuje się algorytmami z obszaru sztucznej inteligencji zaimplementowanymi w sterownikach PLC wykorzystywanymi do sterowania nieliniowymi obiektami. Janusz Kwaśniewski jest autorem książek „Wprowadzenie do inteligentnych przetworników pomiarowych”, WNT Warszawa 1993, „Programowalne sterowniki przemysłowe w systemach sterowania”, Kraków 1999, „Programmable Logic Controllers”, Kraków 2002, „Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej”, Warszawa 2008 oraz kilku skryptów i ponad 90 publikacji.

Książka w sposób metodyczny i przyjazny opisuje projektowanie serwonapędów bazujących na sterownikach S7-1500, napędach SINAMICS i oprogramowaniu TIA Portal 15.1. Pierwsze trzy rozdziały dotyczą elementów napędów: silników, serwonapędów i enkoderów. Dwa kolejne rozdziały omawiają struktury serwonapędów. Jedenasty rozdział wyjaśnia sterowanie ruchem osi wykorzystujące TIA Portal. W następnych dwóch rozdziałach przedstawiono konfiguracje osi w Technological Objects dla S7-1200 i S71500, opisano szczegółowo konfiguracje napędu prędkościowego i pozycyjnego. Trzy kolejne rozdziały dotyczą napędów wieloosiowych i są to: synchronizacja osi, sterowanie krzywkowe i różne struktury kinematyczne. Rozdział 17 jest poświęcony bezpiecznym serwonapędom. Działanie wszystkich napędów zilustrowano na przykładach.

Książka ta przeznaczona jest dla wszystkich zainteresowanych projektowaniem maszyn wykorzystujących jedno- i wieloosiowe napędy w procesie wytwarzania oraz dla kadry inżynierskiej zajmującej się stosowaniem napędów w praktyce.

Książka jest przeznaczona dla konstruktorów chcących stosować w swoich projektach mikroprocesory z rodziny AT91SAM9 firmy Atmel oraz amatorów chcących poznać tajniki programowania współczesnych, zaawansowanych mikroprocesorów. Przedstawiono w niej zarówno zagadnienia podstawowe (konfiguracja mikroprocesora, obsługa standardowych peryferiów, obsługa kart pamięciowych SD/MMC i SDHC) jak i zaawansowane (jak obsługa MMU, aplikacje DSP audio, obsługa kamer CCD), w obydwu przypadkach na przykładzie czytelnie napisanych i dobrze skomentowanych programów. Dużo miejsca poświęcono także przybliżeniu praktycznych zagadnień projektowych, dzięki czemu konstruktorzy projektujący płytki drukowane będą mogli unikać dokuczliwych i trudnych do wykrycia błędów podczas trasowania szybkich magistral 16/32-bitowych umożliwiających dołączenie do mikroprocesora pamięci SDRAM.

Zaletą techniki fotoakustycznej jest możliwość wykorzystania jej do badania ciał o dowolnym stanie skupienia i o dowolnej postaci (zarówno do badania gazów, cieczy jak i ciał stałych). Pomiary można przeprowadzić z duzą dokładnością i czułością. Ze względu na nieniszczący charakter pomiarów fotoakustyka ma szerokie możliwości stosowania np. w medycynie i biologii.

Książka jest pracą podsumowującą badania autora nad optymalizacją metod pomiarów fotoakustycznych. Poruszono w niej aspekt poprawy parametrów urządzeń, redukcji rozmiarów, a także obniżenia kosztów.

W książce zawarto informacje o budowie, architekturze CPU, języku asembler, narzędziach programowych i sprzętowych oraz technikach programowania mikrokontrolerów z rodziny ST7LITE. Są to mikrokontrolery charakteryzujące się legendarną odpornością na zakłócenia EMC, co powoduje, że w wielu aplikacjach są trudne do zastąpienia.

Ponieważ najlepszym sposobem poznania nowych mikrokontrolerów są samodzielne doświadczenia, w książce zawarto ćwiczenia ilustrujące ich możliwości, do których programy napisano w asemblerze. Wszystkie przedstawione ćwiczenia zostały zweryfikowane w zestawie startowym ZL1ST7 współpracującym z programatorem ICP ZL17PRG oraz bezpłatnym oprogramowaniem narzędziowym udostępnionym przez firmę STMicroelectronics. Opisy obydwu urządzeń zamieszczono w książce.

Książka jest przeznaczona dla miłośników techniki mikroprocesorowej, którzy zamierzają stosować w swoich projektach mikrokontrolery ST7. Informacje zawarte w książce mogą być przydatne studentom wydziałów elektroniki, automatyki i informatyki wyższych uczelni technicznych, jak również konstruktorom systemów mikroprocesorowych.

Książka ta zawiera zbiór ćwiczeń prowadzących krok po kroku przez budowę systemu mikroprocesorowego opartego na rdzeniu Nios II e – począwszy od najprostszej działającej konfiguracji, a skończywszy na projektowaniu własnych modułów.

Każda część wzbogacona jest dodatkowo o komentarze, wyjaśniające kluczowe zagadnienia związane z omawianym tematem (np. interfejsem, problemem do rozwiązania). Ponadto przygotowano także ćwiczenia pokazujące, w jaki sposób za pomocą systemu Nios II obsługiwać powszechnie wykorzystywane komponenty, jak np. karty pamięci czy enkodery.

Opisane w książce ćwiczenia zostały wykonane w oparciu o płytkę MAXimator z układem FPGA 10M08DAF256C8G. W sprzedaży dostępny jest również zestaw w promocyjnej cenie (MAXimator PROMO) w którego skład oprócz płytki MAXimator wchodzi rozszerzenie MAXimator Expander oraz programator ZL32PRG.

W książce założono, że Czytelnik ma podstawową wiedzę z zakresu programowania w języku C (lub pokrewnych), a jeszcze lepiej, jeśli wiedza ta dotyczy programowania mikrokontrolerów. Wiedza z zakresu programowania układów FPGA czy języków opisu sprzętu (w szczególności VHDL) będzie pomocna, jednak nie jest wymagana i może zostać uzupełniona w trakcie lektury dodatku – w końcu okaże się, że układy FPGA wcale nie są tak skomplikowane, jak niektórzy twierdzą.

Niniejsza książka przeznaczona jest główne dla osób początkujących, które chcą poznać bliżej 32-bitowe mikrokontrolery rodziny ARM z rdzeniem Cortex-M3. Zawiera ona 35 rozbudowanych ćwiczeń, które pozwalają poznać możliwości układów serii STM32F1xx produkowanych przez STMicroelectronics.

Mikrokontrolery i mikroprocesory wyposażone w rdzenie opracowane przez firmę ARM dominują obecnie w nowoczesnych aplikacjach elektronicznych. Rosnące wymagania aplikacji powodują, że coraz większym zainteresowaniem cieszą się zaawansowane układy bazujące na szybkich rdzeniach z rodziny ARM9. W książce kompleksowo przedstawiono podstawowe zagadnienia praktyczne związane ze stosowaniem w praktyce inżynierskiej mikrokontrolerów z rodziny STR91x firmy STMicroelectronics. Budowę i funkcjonowanie poszczególnych bloków mikrokontrolera pokazano na prostych przykładach pozwalających Czytelnikom na wygodne prowadzenie własnych prób i badań. W książce przedstawiono także narzędzia programowe i sprzętowe służące do konfigurowania i przygotowywania programów dla mikrokontrolerów STR91x, ze szczególnym uwzględnieniem narzędzi dostępnych bezpłatnie. Książka jest przeznaczona dla inżynierów i studentów wyższych szkół technicznych, może służyć także jako podręcznik dla konstruktorów zamierzających wykorzystać w swoich aplikacjach zaawansowane mikrokontrolery 32-bitowe.

Książka poświęcona jest programowaniu i stosowaniu 32-bitowych mikrokontrolerów z rodziny STM32, bazujących na rdzeniu obliczeniowym z rodziny Cortex-M. Czytelnik znajdzie w książce dużą liczbę przykładów ze szczegółowymi komentarzami, pozwalającymi szybko rozpocząć własne eksperymenty. Autor bazuje na programie STM32CubeMX firmy STMicroelectronics. Omawia narzędzia oraz biblioteki pozwalające na programowanie układów z rodziny STM32. Wydrukowanie w książce kolorowych zrzutów ekranowych oraz listingów ułatwi z pewnością Czytelnikowi śledzenie kolejnych etapów pracy dla zamieszczonych projektów.

O książce

W książce opisano najpopularniejsze transformacje sygnałów. Stosowane są one nie tylko w celu generacji cech dystynktywnych, ale – może nawet częściej – w celu przedstawienia sygnału w alternatywnej, dogodniejszej z punktu widzenia konkretnych zastosowań, postaci. Z całą pewnością najpopularniejszą po postaci czasowej reprezentacją sygnałów jest wyznaczana za pomocą transformacji Fouriera reprezentacja w dziedzinie częstotliwości, określana mianem widma lub spektrum sygnału. Jej ewolucyjnym rozwinięciem jest transformacja falkowa. Książka pozwala spojrzeć na te transformacje z wielu różnych stron i pokazuje jak można wykorzystać ich wyniki.

Monografia jest przeznaczona dla studentów, doktorantów, inżynierów i pracowników naukowych uczelni technicznych oraz dla wszystkich zainteresowanych podbudowaniem i poszerzeniem wiedzy z obszaru przetwarzania sygnałów.

Opinie o książce

Monografia jest poświęcona zagadnieniom przetwarzania sygnałów w ujęciu teoretycznym oraz omówieniu wybranych zastosowań praktycznych, których rozwiązania wykorzystują zaprezentowane wcześniej elementy teoretyczne. Autor w sposób konsekwentny i z dużym znawstwem zagadnień wprowadza Czytelnika w niełatwe problemy teoretyczne zaawansowanego przetwarzania sygnałów zarówno analogowych, jak i dyskretnych. Sposób przedstawienia zagadnień jest uporządkowany i przejrzysty. Dotyczy to wszystkich rozdziałów, nawet tych najbardziej zaawansowanych matematycznie, na przykład transformacji falkowej, czy algorytmów uczenia sieci SVM. Zależności matematyczne są bogato ilustrowane graficznie przy użyciu różnego rodzaju rysunków, schematów i wykresów, które ułatwiają percepcję trudniejszych elementów teorii.

Prof. dr hab. inż. Stanisław Osowski

Układ monografii ma niezaprzeczalne walory dydaktyczne. Przede wszystkim wiedzie Czytelnika przez wybrane podstawowe etapy pozyskiwania, transformacji i interpretacji sygnału. Prezentacja jest ciekawa, co utrzymuje Czytelnika w skupieniu i co ważne – uzasadniona w kontekście przykładów. Autor ustrzegł się ogólnikowego, a typowego dla monografii matematycznych stwierdzenia: „Niech dla dowolnego a …”, po którym Czytelnik przegląda wywód bez świadomości jego celu. Dodatkowo, godne pochwały (i naśladowania) jest prezentowanie odmiennych podejść prowadzących do tego samego celu (np. dyskretna transformacja falkowa realizowana algorytmem Mallata, dyskretyzacją falek ciągłych lub filtrami FIR). Pokazuje to Czytelnikowi, że nawet odmienne założenia koncepcji początkowych prowadzą do wspólnego wniosku, ale też, że inżynier implementujący przekształcenia ma wiele dróg wyboru zależnych od konkretnych potrzeb. Przesłanie, które udaje się Autorowi przekazać brzmi: „przetwarzanie sygnałów wymaga opanowania pewnej wiedzy matematycznej, ale zainwestowany nakład pracy jest rekompensowany z nawiązką przez ciekawe i rozległe zastosowania”. Ta idea jest nowatorska także w porównaniu z licznymi wcześniejszymi książkami o przetwarzaniu sygnałów.

Prof. dr hab. inż. Piotr Augustyniak

O autorze

Prof. dr hab. inż. Andrzej Dobrowolski jest dziekanem Wydziału Elektroniki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie, członkiem Institute of Electrical and Electronics Engineers ze statusem Senior Member oraz członkiem Stowarzyszenia Elektryków Polskich, a także ekspertem Narodowego Centrum Nauki i Polskiej Komisji Akredytacyjnej. W trakcie dotychczasowej działalności dydaktycznej zrealizował ponad 8000 godzin zajęć dydaktycznych, prowadząc wykłady m.in. z Techniki obliczeniowej i symulacyjnej, Pomiarów
i analizy biosygnałów, Przetwarzania sygnałów biometrycznych oraz Układów analogowych. Jego zainteresowania naukowe koncentrują się na cyfrowym przetwarzaniu sygnałów biomedycznych oraz identyfikacji osób w oparciu o biometryczne cechy sygnału mowy. Jest autorem i współautorem przeszło 200 artykułów i referatów naukowych oraz podręczników i skryptów akademickich.

Czwarta rewolucja przemysłowa (Industry 4.0) spowodowała, że w książce główny nacisk położono na określenie miejsc, gdzie należy stosować zaawansowane sterowanie i algorytmy z obszaru sztucznej inteligencji. Początkowe rozdziały dotyczą trudniejszych zagadnień, które są przydatne w projektowaniu zaawansowanych systemów sterowania. Są nimi: zapoznanie się z bibliotekami, sterowanie bezpieczne, opis sekwencyjnych schematów funkcjonalnych SFC. Kolejne rozdziały przybliżają zagadnienia z obszaru sztucznej inteligencji: zastosowanie regulatorów rozmytych oraz sieci neuronowych. Następnie omówiono projektowanie układów odpornych, adaptacyjnych i optymalnych.
Książkę napisano z myślą o studentach automatyki i informatyki, może być także przydatna kadrze inżynierskiej oraz uczniom szkół technicznych. Zawarte wyjaśnienia elementarnych pojęć ułatwią lekturę także mniej zaawansowanym Czytelnikom, a zaawansowanym pozwolą usystematyzować posiadaną wiedzę.

Publikacja zawiera opis wykorzystania przemysłowych sieci ethernetowych z protokołami EGD i Profinet
oraz sieci szeregowych Profibus-DP i AS-i.
Zawarte przykłady pokazują jak rozbudować istniejący układ, jak wykorzystać nowe sterowniki i jakie są możliwości
użycia sterowników już nieco starszych, nieuwzględnianych w nowych platformach programowych.

Rdzenie ARM Cortex-M są obecnie powszechnie stosowane przez producentów mikrokontrolerów. Książka jest łagodnym wprowadzeniem do techniki mikrokontrolerów zbudowanych w oparciu o klasycznego przedstawiciela tej rodziny, czyli Cortex-M3. Rozpoczyna się od pojęć podstawowych, takich jak bit, bajt, reprezentacja liczb w komputerze. Opisane są przykładowe projekty: obsługa wyświetlacza i klawiatury, transmisja szeregowa ModBus, przetwarzanie analogowo-cyfrowe ADC/DAC oraz regulatory PID i z lokowaniem biegunów. Ostatni rozdział to projekt prostego systemu czasu rzeczywistego RTOS.W przykładach używane jest środowisko programistyczne µKeil (wersja bezpłatna ma ograniczenie do 32 kB kodu).

Algorytmizacja i programowanie w MATLABIE Banasiak Kazimierz

W książce omówiono podstawy algorytmizacji, zamieszczono wiele przykładów pokazujących działanie różnych funkcji z wbudowanej biblioteki oraz przedstawiono przykłady możliwości graficznej prezentacji wyników w Matlabie.
Podręcznik jest przeznaczony głównie dla studentów początkowych lat kierunków technicznych, ale może być także wykorzystywany przez studentów kierunków ekonomicznych oraz uczniów szkół średnich o profilach matematycznych i informatycznych.

Książka zawiera 18 rozbudowanych ćwiczeń w języku graficznym LAD, które pozwolą poznać wszystkie funkcjonalności

dostępne w sterowniku S7-1200 z firmware v4.1 lub wyższym. Założono, że Czytelnik nie musi wcześniej zapoznawać się

z podstawowymi pojęciami zastosowanego językam graficznego, a potrzebne informacje znajdzie w kolejnych ćwiczeniach.