Излагается материал учебной дисциплины "Физика", который полностью соответствует учебной программе для технических специальностей вузов. Основное внимание уделено изложению экспериментальных предпосылок современного научного знания и формулировке принципов физических теорий. Большинство формул и выражений сопровождается их математическим выводом или подробным физическим обоснованием, что способствует лучшему усвоению сложных, а иногда и весьма непривычных закономерностей физики.Учебник подготовлен на основе апробированного курса лекций, читаемого автором в течение нескольких лет студентам первых курсов Томского государственного унисерситета систем управления и радиоэлектроники. Он может использоваться в качестве учебного пособия для студентов и одновременно как конспект по всем разделам физики для аспирантов, инженеров и преподавателей, желающих в сжатой форме ознакомиться с новым изложением уже известного материала.

Демонстрируются средства (как физические, так и численные) для ускорения моделирования радиочастотных разрядов методом частиц в ячейке (PIC): неявные движители, более длительные по времени шаги, ионы с меньшей массой, различные веса электронов и ионов и улучшенные профили начальной плотности. Используя эти методы (по отдельности или вместе) для радиочастотных разрядов Ar и O2, возможно добиться ускорения от 6 до 30 раз на однопроцессорных машинах. При электростатическом моделировании радиочастотных разрядов в формате 1d3v PIC полевое решение обычно составляет менее 1% от рабочей нагрузки. Даже при моделировании 2d3v PIC решение в полевых условиях может составлять небольшой процент рабочей нагрузки, особенно когда для решения в полевых условиях используются методы FFT. Таким образом, можно получить значительное преимущество, просто распараллелив обработку частиц (например, выталкивание/накопление) без распараллеливания решения в полевых условиях. Эта простая схема применялась для проведения 1d3v и 2d3v PIC-моделирования Ar-радиочастотных разрядов на 2- и 4-процессорных симметричных многопроцессорных машинах (SMP) и в распределенной сети рабочих станций (NOW). При фиксированном количестве точек сетки ускорение такой параллельной обработки частиц становится более линейным с увеличением числа частиц. Сочетание однопроцессорных методов и распараллеливания делает время выполнения PIC-кодов более конкурентоспособным по сравнению с другими типами кодов.