VoidVolker

Для программирования всё же надо знать математику как минимум на хорошем уровне средней школы. Лучше - старшей на отлично. Математика на уровне высшей школы в основном нужна при работе с графикой, физикой и научными вычислениями. Но, именно, что "в основном". Иногда даже в обычных приложения встречаются задачи, где надо более глубокое понимание и знание математики.
Математика - это фундамент всех современных вычислительных систем и языков программирования. Без знания математики невозможно разрабатывать приложения сложнее, чем скрипт на пару сотен строчек кода. А ещё и логику знать.

Да, вот в первых же ссылка в гугле есть статьи и описание реализации:

• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/s...
  
• https://ics.uci.edu/~givargis/pubs/J20.pdf
  

Для старта вполне пойдет любой недорогой набор для начинающих. Мануалов и статей в сети полно. На Форт-форуме есть раздел FPGA, а так же опытнейшие FPGA разработчики - вполне можете спросить совета там. Там же много тем и даже есть обучающие материалы по FPGA. Учтите, что вам потребуется топовый ПК с максимальным объёмом памяти и быстрыми SSD - и чем мощнее ПЛИС, тем более серьёзная машина вам потребуется. Время моделирования вполне может идти многие часы и сутки. А для чего-то более-менее серьезного потребуется еще и разное дополнительное оборудование по типу осциллографа и прочего. Ибо моделирование моделированием, а на практике всякое случается и приходится дебажить на самой железке.
Если есть финансы, то лучше пройти платное обучение у специалистов. Начальный курс FPGA разработки стоит от $5-10к. Вот тут смотрите: https://plis2.ru/training.html

Ну, точно так же, как например куча точек образует линию, а куча линий - плоскость, соответственно плоскости - трехмерное пространство. А трехмерное - четырехмерное и так далее. Или, например, как куча двухмерных листов в книге образуют трехмерную книгу. Условно и упрощенно, можно представить каждое пространство в виде куба, соответственно несколько трехмерных пространств можно представить в виде нескольких кубов расположенных рядом. Еще отличный пример проекция тессеракта, четырехмерного куба:

Должен уметь делать то же самое, что и любой не питон-разработчик ПО. ЯП - лишь инструмент. Программирование и разработка ПО - проектирование и реализация алгоритмов в рамках требований задачи и возможностей используемых инструментов.

Очень советую обратить внимание на советские учебники по математике - 50-80-х годов как на дополнительный источник знаний, как минимум. Можно как с инета скачать так и в любом книжном найти, торгующем старыми книгами. Советская школа в свое время была одной из сильнейших в мире - общепризнанный факт. Да, там не будет каких-то новомодных и современных тем типа теории криптовалют - для этого есть гугл, но вот основательную и серьезную математическую базу она даст 100%. А имея базу - вполне можно самостоятельно или с минимальной помощью разобраться в любой более продвинутой теме. Ну и плюс, сейчас очень много отличных обучающих видео на ютюб в формате онлайн-лекций, где популярно все разжевывают.

Единственный быстрый способ научиться быстро запоминать - тренировать память и развивать мозг.

Если объем отображаемых данных небольшой(менее 100 точек), то можно использовать SVG библиотеки (я например использовал C3.js - очень юзабельная либа, оcнована на D3). Если же точек много - то лучше выбирать графики с отрисовкой в CANVAS.

Стандартный школьный курс математики и физики, затем стандартный ВУЗовский курс математики и физики - это уже по желанию. В типичных случаях школьного курса будет достаточно. А вот например программирование 3D графики уже требует более глубокого понимания математики и физики - да-да, понимание физики и умение решать физические задачи тоже необходимо (например банальный тетрис - там физика есть, хоть и простая, но есть). Тригонометрия, матрицы, кватернионы, графы, теория вероятности - это все есть и используется в 3D графике. А в играх еще и теории ИИ, поиска путей, а в некоторых случаях и многомерные пространства и не-евклидова геометрия. Ну и остальные разделы математики - уже по ситуации. Например в исследовательских приборах или МК тоже часто встречается специфическая математика и физика, которые надо рассчитывать.

Вот тут есть подробный мануал по вращению объектов, матрицам, углам Эйлера и кватернионам.