This is reprint of arcticles from the Special Issue published online in the open access journal Symmetry (ISSN 2073-8994) (available at https://www.mdpi.com/journal/symmetry/special_issues/mesoscopic_physics)

The textbook deals with the quantum simulation and quantum algorithmic gate design technology. Detailed information analysis of quantum algorithms (decision making and quantum searching) introduced. Benchmark examples of the effectiveness of the developed quantum computational toolkit of different types of quantum algorithms described. Quantum supremacy is demonstrated. The textbook intended for students, teachers and professionals involved in the design and research management systems in problem-oriented science and technology fields.

In the Part 2 of quantum software engineering textbook the attention on the description of the efficient simulation of quantum search algorithms, design methodology of quantum algorithm gates using classical computer technology concentrated. Examples of efficient simulation of Grover’s and Shor’s quantum search algorithms on classical computers are demonstrated, explaining what its objectives are, and describing some of its physical resources, limitations and information bounds are given. For scientists, engineers and students engaged in systems analysis, computer science and control engineering, technology design and development of software and hardware tools to support management systems in the macro- micro- and nanotechnology, as well as problem-oriented personal smart toolkit and devices in microelectronics.

Principles and the methodology of quantum algorithmic gate-based design on small quantum computer adapted to the solution searching of algorithmic intractable classical problems in computer science and IT-engineering tasks. The possibilities of quantum algorithmic gate-based simulation on classical computers demonstrated. A new approach to a circuit implementation design of quantum algorithm gates for fast quantum massive parallel computing described. SW & HW support sophisticated smart engineering toolkit of supercomputing accelerator of quantum algorithm simulation on small quantum programmable computer algorithm gate introduced. The developed SW program toolkit implement arbitrary quantum algorithms by executing any sequence of universal quantum logic gates. Apply Benchmarks the effectiveness of supercomputing accelerator of quantum algorithm simulation on small quantum programmable computer algorithm gate demonstrated. The tool book intended for students, teachers and professionals involved in the design and research management systems in problem-oriented data science and technology fields.

В современном представлении, основой информационной технологии являются данные, которые трансформируются в информацию (в исходном значении сведения, сообщения о каком-либо факте, событии, деятельности и т.д.), т.е. полезные для кого-то сведения. С целью адекватного отображения реального мира данные должны быть структурированы и описаны. Одним из способов организации работы являются базы данных. Настоящее пособие кратко освещает основные понятия баз данных, этапы развития и базовые вопросы архитектурной организации систем управления базами данных (СУБД), содержит сжатое изложение основ реляционной модели данных, описание синтаксиса структурированного языка запросов SQL — средства описания доступа к реляционным базам данных, являющегося стандартом интерфейса с реляционными СУБД. В книге представлены практические примеры применения конструкций языка SQL для построения модифицирующих запросов к базе данных, запросов на выборку различной сложности с методическими пояснениями. На содержательном уровне изложены основы реляционной алгебры — формальной системы манипулирования отношениями в реляционной модели данных. Рассмотрены практические примеры применения реляционной алгебры. В состав издания включен перечень вопросов для самопроверки, набор упражнений и индивидуальных заданий для самостоятельной внеаудиторной работы.

Данное издание продолжает серию публикаций, посвященную технологиям баз данных, ориентированную на студентов бакалавриата и специалитета вузов, осуществляющих базовую подготовку выпускников в области информационных технологий, программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем, программной инженерии и других смежных областей профессиональной деятельности. Первая книга из этой серии была посвящена введению в технологии баз данных, в которой были освещены основные понятия, модели, архитектура баз данных. В первой книге уделено много внимания реляционным базам данных, но важнейшая тема — проектирование баз данных - подробно освещена в этой книге. Доступный стиль изложения, направленность на эффективное сочетание теоретической и практической подготовки ИТ-специалистов являются основными особенностями серии этих публикаций. Проектирование баз данных является важнейшей составляющей проектирования и разработки информационных систем любого класса, так как базы данных являются ядром любой информационной системы, веб-приложения, мобильного приложения. Книга может быть полезна широкому кругу читателей, интересующихся данной тематикой. Для освоения материала необходимы знания модели данных, в том числе реляционной, и ее основных понятий, таких как отношение, атрибут, ключ, кортеж, степень, кардинальное число отношения, домен, схема отношения.

В пособии рассматриваются основные вопросы теории мягких вычислений в элементарном и доступном (без потери математической корректности и физической строгости) изложении для студентов специальностей ИТ и систем управления, моделирования интеллектуальных систем управления и проектирования баз знаний в условиях неопределенности и информационного риска. Подробно описана функциональная структура оптимизатора баз знаний на основе технологии мягких вычислений с учетом приращения информационного риска. Обсуждаются практические особенности этапов проектирования баз знаний, позволяющие проектировать нечеткие регуляторы с заданным уровнем интеллектуальности в реальных физических моделях. Приведены конкретные примеры эффективности разработанного инструментария из области интеллектуальной робототехники и мехатроники. Пособие предназначено для студентов, аспирантов, преподавателей и специалистов, занимающихся проектированием и исследованием интеллектуальных систем управления в проблемно-ориентированных областях науки и техники.

В пособии рассматриваются основные вопросы применения технологии мягких вычислений в моделировании интеллектуальных систем управления и проектирования баз знаний в условиях неопределенности и информационного риска. Подробно описана функциональная структура оптимизатора баз знаний на основе технологии мягких вычислений с учетом приращения информационного риска. Обсуждаются практические особенности этапов проектирования баз знаний, позволяющие проектировать нечеткие регуляторы с заданным уровнем интеллектуальности в реальных физических моделях. Приведены конкретные примеры эффективности разработанного инструментария из области интеллектуальной робототехники и мехатроники. Пособие предназначено для студентов, аспирантов, преподавателей и специалистов, занимающихся проектированием и исследованием интеллектуальных систем управления в проблемно-ориентированных областях науки и техники.

В пособии рассматриваются вопросы применения технологий мягких вычислений в повышении технологических уровней интеллектуализации промышленных робототехнических и мехатронных устройств на базе интеллектуальных систем управления без разрушения исполнительного уровня. Подробно описываются интеллектуальные системы управления типовых объектов управления (Benchmark), таких как робот-манипулятор, каретка — перевернутый маятник, одноколесный робот-велосипед, робот-мотоцикл. Приводится сравнение различных типов регуляторов, а также обсуждаются практические особенности этапов создания баз знаний, позволяющие проектировать на практике нечеткие регуляторы с требуемым уровнем интеллектуальности в реальных физических и промышленных объектах управления. Приведены конкретные примеры эффективности разработанного инструментария. Пособие предназначено для студентов, аспирантов, преподавателей и специалистов, занимающихся проектированием и исследованием интеллектуальных систем управления в проблемно-ориентированных областях науки и техники.