数学代写|信息论作业代写information theory代考|ELEC535901

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Longitudinal Data Analysis 纵向数据分析
Foundations of Data Science 数据科学基础

数学代写|信息论作业代写information theory代考|ELEC535901

数学代写|信息论作业代写information theory代考|Molecular evidence establishing family trees in evolution

Starting in the $1970 \mathrm{~s}$, the powerful sequencing techniques developed by Sanger and others began to be used to establish evolutionary trees. The evolutionary closeness or distance of two organisms could be estimated from the degree of similarity of the amino acid sequences of their proteins, and also by comparing the base sequences of their DNA and RNA. One of the first studies of this kind was made by R.E. Dickerson and his coworkers, who studied the amino acid sequences in Cytochrome C, a protein of very ancient origin which is involved in the “electron transfer chain” of respiratory metabolism. Some of the results of Dickerson’s studies are shown in Figure $3.6$.

Comparison of the base sequences of RNA and DNA from various species proved to be even more powerful tool for establishing evolutionary relationships. Figure $3.7$ shows the universal phylogenetic tree established in this way by Iwabe, Woese and their coworkers. ${ }^{6}$ In Figure $3.7$, all presently living organisms are divided into three main kingdoms, Eukaryotes, Eubacteria, and Archaebacteria. Carl Woese, who proposed this classification on the basis of comparative sequencing, wished to call the three kingdoms “Eucarya, Bacteria and Archaea”. However, the most widely accepted terms are the ones shown in capital letters on the figure. Before the comparative RNA sequencing work, which was performed on the ribosomes of various species, it had not been realized that there are two types of bacteria, so markedly different from each other that they must be classified as belonging to separate kingdoms. One example of the difference between archaebacteria and eubacteria is that the former have cell membranes which contain ether lipids, while the latter have ester lipids in their cell membranes. Of the three kingdoms, the eubacteria and the archaebacteria are “prokaryotes”, that is to say, they are unicellular organisms having no cell nucleus. Most of the eukaryotes, whose cells contain a nucleus, are also unicellular, the exceptions being plants, fungi and animals.

数学代写|信息论作业代写information theory代考|The second law of thermodynamics

In this chapter, we discuss the origin and evolution of living organisms from the standpoint of thermodynamics, statistical mechanics and information theory. In particular, we discuss the work of Maxwell, Boltzmann, Gibbs, Szilard, and Shannon. Their research established the fact that free energy ${ }^{1}$ contains information, and that it can thus be seen as the source of the order and complexity of living systems. The reader who prefers to avoid mathematics may jump quickly over the equations in this chapter without losing the thread of the argument, provided that he or she is willing to accept this conclusion.

Our starting point is the second law of thermodynamics, which was discovered by Nicolas Leonard Sadi Carnot (1796-1832) and elaborated by Rudolf Clausius (1822-1888) and William Thomson (later Lord Kelvin, 1824-1907). Carnot came from a family of distinguished French politicians and military men, but instead of following a political career, he studied engineering. In 1824 , his only scientific publication appeared – a book with the title Reflections on the Motive Power of Fire. Although it was ignored for the first few years after its publication, this single book was enough to secure Carnot a place in history as the founder of the science of thermodynamics. In his book, Carnot introduced a scientific definition of work which we still use today – “weight lifted through a height”; in other words, force times distance.

At the time when Carnot was writing, much attention was being given to improving the efficiency of steam engines. Although James Watt’s steam engines were far more efficient than previous models, they still could only convert between $5 \%$ and $7 \%$ of the heat energy of their fuels into useful work. Carnot tried to calculate the theoretical maximum of the efficiency of steam engines, and he was able to show that an engine operating between the temperatures $T_{1}$ and $T_{2}$ could at most attain
$$
\text { maximum efficiency }=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}
$$
Here $T_{1}$ is the temperature of the input steam, and $T_{2}$ is the temperature of the cooling water. Both these temperatures are absolute temperatures, i.e., temperatures proportional to the volume of a given quantity of gas at constant pressure.

信息论代写

数学代写|信息论作业代写information theory代考|Molecular evidence establishing family trees in evolution

开始于1970 s，桑格等人开发的强大测序技术开始被用来建立进化树。两种生物的进化接近或距离可以通过它们蛋白质的氨基酸序列的相似程度来估计，也可以通过比较它们的DNA和RNA的碱基序列来估计。RE Dickerson 和他的同事进行了此类最早的研究之一，他们研究了细胞色素 C 中的氨基酸序列，细胞色素 C 是一种非常古老的蛋白质，参与呼吸代谢的“电子传递链”。迪克森的一些研究结果如图所示3.6.

比较来自不同物种的 RNA 和 DNA 的碱基序列被证明是建立进化关系的更强大的工具。数字3.7显示了 Iwabe、Woese 和他们的同事以这种方式建立的通用系统发育树。6如图3.7，目前所有的生物都分为三个主要王国，真核生物、真细菌和古细菌。Carl Woese 在比较测序的基础上提出了这种分类，他希望将这三个王国称为“真核生物、细菌和古生菌”。但是，最广泛接受的术语是图中以大写字母显示的术语。在对不同物种的核糖体进行比较 RNA 测序工作之前，人们并没有意识到存在两种类型的细菌，它们彼此之间存在如此显着的差异，以至于它们必须被归类为不同的王国。古细菌和真细菌之间差异的一个例子是，前者的细胞膜中含有醚脂，而后者的细胞膜中含有酯脂。三国之中，真细菌和古细菌是“原核生物”，也就是说，它们是没有细胞核的单细胞生物。大多数细胞含有细胞核的真核生物也是单细胞的，植物、真菌和动物除外。

数学代写|信息论作业代写information theory代考|The second law of thermodynamics

在本章中，我们从热力学、统计力学和信息论的角度讨论了生物体的起源和进化。我们特别讨论了 Maxwell、Boltzmann、Gibbs、Szilard 和 Shannon 的工作。他们的研究证实了自由能1包含信息，因此它可以被视为生命系统的秩序和复杂性的来源。喜欢避开数学的读者可以快速跳过本章中的方程式，而不会失去论证的主线，只要他或她愿意接受这个结论。

我们的出发点是热力学第二定律，它由 Nicolas Leonard Sadi Carnot (1796-1832) 发现并由 Rudolf Clausius (1822-1888) 和 William Thomson (后来的开尔文勋爵，1824-1907) 阐述。卡诺来自一个杰出的法国政治家和军人家庭，但他没有从事政治生涯，而是学习工程学。1824 年，他唯一的科学出版物出现了——一本名为《对火的原动力的思考》的书。尽管它在出版后的最初几年被忽视，但这本书足以让卡诺在历史上占有一席之地，成为热力学科学的奠基人。在他的书中，卡诺介绍了我们今天仍在使用的对工作的科学定义——“通过高度提升的重量”；换句话说，力乘以距离。

在卡诺写作的时候，人们对提高蒸汽机的效率给予了很大的关注。尽管詹姆斯瓦特的蒸汽机比以前的型号效率高得多，但它们仍然只能在5%和7%将其燃料的热能转化为有用的功。卡诺试图计算蒸汽机效率的理论最大值，他能够证明发动机在不同温度之间运行吨1和吨2最多能达到
最大效率 =吨1−吨2吨1
这里吨1是输入蒸汽的温度，和吨2是冷却水的温度。这两个温度都是绝对温度，即在恒定压力下与给定量气体的体积成比例的温度。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。

有限元方法代写

有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写

随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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