Logic and Integer Programming

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出版者:
作者:Williams, H. Paul
出品人:
页数:214
译者:
出版时间:2009-5
价格:$ 101.64
装帧:
isbn号码:9780387922799
丛书系列:
图书标签:
  • 软件理论
  • 运筹学
  • 数学规划
  • 整数规划
  • 逻辑规划
  • 优化
  • 算法
  • 计算机科学
  • 离散数学
  • 建模
  • 决策分析
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具体描述

Paul Williams, a leading authority on modeling in integer programming, has written a concise, readable introduction to the science and art of using modeling in logic for integer programming. Written for graduate and postgraduate students, as well as academics and practitioners, the book is divided into four chapters that all avoid the typical format of definitions, theorems and proofs and instead introduce concepts and results within the text through examples. References are given at the end of each chapter to the more mathematical papers and texts on the subject, and exercises are included to reinforce and expand on the material in the chapter. Methods of solving with both logic and IP are given and their connections are described. Applications in diverse fields are discussed, and Williams shows how IP models can be expressed as satisfiability problems and solved as such.

《逻辑与整数规划》 本书是一本深入探讨逻辑推理与整数规划领域交叉应用的学术专著。它旨在为读者提供一个全面且系统的学习框架,帮助理解如何将形式逻辑的强大表达能力应用于解决复杂的优化问题,特别是在整数规划模型的设计、建模、分析和求解方面。 本书内容涵盖: 逻辑基础与建模: 命题逻辑与一阶逻辑: 详细介绍命题逻辑和一阶逻辑的基本概念,包括命题、谓词、量词、逻辑联结词、推理规则等。我们将展示如何使用这些逻辑工具来形式化描述实际问题中的条件、约束和目标。 约束满足问题 (CSP) 的逻辑表示: 探讨将约束满足问题转化为逻辑公式,以及如何利用逻辑推理技术进行求解。这部分内容将重点介绍 SAT 求解器在解决大规模 CSP 中的应用。 整数规划中的逻辑约束: 深入阐述如何在整数规划模型中有效地表达和处理各种逻辑约束,例如“如果…则…”(蕴含)、“当且仅当”(等价)、“至少”、“至多”、“恰好”等。我们将介绍如何将这些逻辑关系转化为线性或二次整数规划的约束形式,为模型的可解性奠定基础。 Soft Constraints 与 Preference Modeling: 讨论如何在整数规划中处理软约束(即可以被违反但会带来惩罚的约束),以及如何利用逻辑来建模偏好和优先级,从而构建更具灵活性的优化模型。 整数规划技术与逻辑结合: 线性整数规划 (LIP) 的基本理论: 回顾线性整数规划的核心概念,包括整数变量、线性目标函数和线性约束。 分支定界法 (Branch and Bound) 与逻辑: 详细分析分支定界法的工作原理,并重点阐述如何在分支定界算法的框架内集成逻辑推理技术。例如,在节点割时利用逻辑规则来推导更紧致的下界,或在分支策略中利用逻辑信息来指导搜索方向。 割平面法 (Cutting Plane Methods) 与逻辑: 介绍各种割平面生成技术,并探讨如何利用逻辑推导来生成有效的割平面,以加速求解过程。我们将展示如何从逻辑约束中推导出多面体不等式,从而加强整数规划的线性松弛。 混合整数规划 (MIP) 中的逻辑建模: 深入讲解如何利用内置的逻辑约束(如 `SOS`(特殊有序集)、`Indicator Constraints`、`Piecewise Linear Functions`)以及自定义的逻辑建模技术来构建复杂的混合整数规划模型。 Constraint Programming (CP) 与 MIP 的集成: 探讨如何结合 Constraint Programming 的灵活性和 MIP 的强大求解能力,通过 CP-MIP 集成来解决那些具有复杂逻辑结构和数值优化目标的混合问题。 高级主题与应用: 可满足性模理化 (SMT) 求解器在整数规划中的应用: 介绍 SMT 求解器的能力,尤其是在处理包含算术、数组、递归等复杂逻辑的优化问题时,如何将其与整数规划求解器结合使用。 可满足性模理化导向的整数规划 (SMT-guided MIP): 探索 SMT 求解器如何主动地指导 MIP 求解器的搜索过程,例如通过 SMT 发现的冲突或潜在的解决方案来优化分支定界或割平面生成策略。 可满足性模理化与约束生成 (SMT and Constraint Generation): 讲解如何利用 SMT 求解器动态地生成新的约束,从而不断改进整数规划模型的紧致性和求解效率。 组合优化问题中的逻辑应用: 通过一系列典型的组合优化问题,如调度问题、资源分配问题、网络流问题、组合设计问题等,展示逻辑推理和整数规划如何协同解决这些复杂场景。 机器学习与整数规划的交叉: 探讨如何在机器学习模型(如分类器、回归器)的训练或推理过程中利用整数规划进行优化,以及如何将逻辑表示学习与整数规划模型相结合,以增强模型的可解释性和鲁棒性。 自动模型重写与简化: 研究如何利用逻辑推理来分析和简化整数规划模型,自动识别冗余约束、可合并变量或等价约束,从而提高求解效率。 本书的特点: 理论与实践并重: 提供坚实的理论基础,并辅以大量的实例和伪代码,帮助读者理解和应用所学知识。 系统性与深度: 从基础概念到前沿技术,对逻辑与整数规划的结合进行了全面而深入的探讨。 前沿性: 涵盖了当前该领域最活跃的研究方向和技术发展。 面向广泛读者: 适合计算机科学、运筹学、数学、工程学等领域的学生、研究人员和从业者。 通过阅读《逻辑与整数规划》,读者将能够掌握将形式逻辑的严谨性与整数规划的优化能力相结合的强大方法,从而更有效地解决现实世界中的复杂决策和优化挑战。

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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴,那种深邃的蓝色调配上古朴的金色字体,立刻就给人一种严肃又不失优雅的感觉,仿佛置身于一个古老图书馆的深处,空气中弥漫着旧纸张和智慧的气息。我拿到书的时候,首先吸引我的是它的纸张质感,那种微哑的光泽和扎实的厚重感,让人忍不住想立刻翻开它。装帧工艺也处理得非常精细,书脊的锁线牢固,即便是经常翻阅,也丝毫不用担心书页会松散。我特别欣赏作者在排版上的用心,字号和行距的把握恰到好处,让阅读过程变得极其舒适,即便是长时间沉浸其中,眼睛也不会感到明显的疲劳。封面上的那句Slogan,虽然我记不清确切的措辞了,但它传递出一种对知识的敬畏和对探索的渴望,让人在还没翻开内页之前,就已经被深深地吸引住了。这本实体书本身,更像是一件值得收藏的艺术品,它成功地将学术的严谨性与艺术的美感完美地融合在了一起。

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我特别欣赏作者在处理复杂论证时的逻辑架构能力。他的论证过程总是遵循着一种严密的、步步为营的递进关系,很少出现跳跃性的思维环节,这对于读者建立对复杂系统的信心至关重要。在涉及到证明和反驳的部分,作者的措辞精准得如同手术刀,每一个词语的选择似乎都经过了深思熟虑,确保了表达的无歧义性。我记得有一处关于递归定义的阐释,作者先是提供了一个直观的、易于理解的模型,然后逐步引入形式化的语言,最终导向了严格的数学表达,整个过程过渡自然,毫无生硬感。这表明作者不仅自己对这门学问了如指掌,更重要的是,他深谙如何有效地将知识传递给处于不同认知阶段的学习者,这是衡量一部优秀学术著作的关键标准。

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这本书的深度和广度是令人惊叹的。它不像市面上很多同类书籍那样,只停留在概念的表面介绍,而是深入到了理论体系的底层结构之中。作者对不同学派的观点进行了非常细致的对比分析,他不仅清晰地阐述了每种观点的核心论据,更重要的是,他深入挖掘了它们背后的哲学根基和历史局限性。在某一章节,作者探讨了关于“确定性”与“可能性”在系统构建中的权衡问题,那段论述极其精妙,将概率论的局限性和集合论的严密性对比得淋漓尽致。我感觉自己仿佛跟随一位经验老到的向导,穿越了一片知识的迷宫,每到一个岔路口,作者都会提供详尽的地图和备选路径的分析。这本书对于那些希望构建完整知识框架的读者来说,无疑是一份宝贵的财富。

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初读这本书的引言部分,我立刻被作者那如同行云流水般的叙事风格所震撼。他并没有采用那种枯燥、教科书式的开场白,而是用一种近乎诗意的笔触,描绘了数学思想演进的历史画卷。尤其是他对早期逻辑学家们思想碰撞的描绘,活灵活现,仿佛能听到那些穿越时空的辩论声。我注意到作者在介绍一些核心概念时,极其擅长使用类比和生活中的实例来辅助说明,这极大地降低了理解门槛,使得那些原本听起来晦涩难懂的抽象理论,变得触手可及。比如,他用一个经典的资源分配难题来解释某种推理结构时,那种清晰度是任何公式堆砌都无法比拟的。更难能可贵的是,作者的幽默感也时不时地在字里行间流露出来,让人在紧张的思考之余,还能会心一笑。这种行文的张弛有度,使得阅读体验非常流畅,根本停不下来。

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这本书对我个人思维方式的转变产生了潜移默化的影响。读完后,我发现自己在日常处理问题时,会不自觉地运用书中所强调的批判性视角。过去,我可能更倾向于接受既有的结论,但现在,我更愿意去追溯结论形成的过程,审视其前提假设的有效性。书中多次强调的“对边界条件的敏感性”这一概念,在我的项目规划中也得到了实际应用,极大地提升了我对潜在风险的预判能力。这本书带来的不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维工具的升级。它教会我如何系统地解构问题,如何在看似无关的领域中发现潜在的联系,并用一种更加结构化和审慎的态度去面对世界上的种种不确定性。它是一本值得反复研读,并在人生的不同阶段都能从中汲取新意的“智慧之书”。

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