Automatic Program Development pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Danvy, Olivier (EDT)/ Mairson, Harry (EDT)/ Henglein, Fritz (EDT)/ Pettorossi, Alberto (EDT)

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2008-1

价格:$ 123.17

装帧:

isbn号码:9781402065842

丛书系列:

图书标签:

• 程序自动生成
• 程序合成
• 形式化方法
• 程序验证
• 人工智能
• 软件工程
• 算法
• 逻辑
• 自动化推理
• 计算机科学

好的，这是一份关于一本名为《Automatic Program Development》的图书的详细简介，内容完全避开了“自动程序开发”这一核心主题，转而聚焦于其他软件工程和计算机科学领域。 --- 《计算思维导论：从逻辑推理到复杂系统建模》 本书简介 《计算思维导论：从逻辑推理到复杂系统建模》是一部面向中高级计算机科学学生、软件架构师以及对前沿计算理论有深入兴趣的专业人士的综合性著作。本书深刻剖析了现代计算领域中，超越代码生成本身的那些核心驱动力：精确的逻辑推理、高效的资源抽象、以及在不确定性环境中构建鲁棒系统的哲学与实践。 本书的叙事结构围绕“如何思考而非如何构建”展开，将计算思维分解为三个相互关联且递进的模块：形式化基础、系统抽象与设计范式、以及面向未来的计算模型。 --- 第一部分：形式化基础与逻辑结构（Foundational Logic and Formal Structures） 本部分着重于构建坚实的数学和逻辑基石，这些基石是所有高级软件设计决策的隐性支撑。我们避开了对具体编程语言特性的讨论，而是深入探讨了支撑这些语言的元理论。 第一章：类型论与程序语义的精确性 本章详细考察了现代类型系统（如依赖类型、线性类型）在捕获程序行为和限制错误模式方面的强大能力。内容包括： 高阶逻辑与归纳推理： 如何利用λ演算和组合子逻辑来严格定义程序行为，确保操作的数学等价性。 范畴论在软件设计中的映射： 探索范畴论如何提供一种统一的语言来描述不同的软件组件（如模块、数据流、副作用）之间的关系，关注函子、自然变换在数据转换管道中的结构作用，而非具体的实现细节。 证明辅助工具的应用哲学： 探讨交互式定理证明器（如Coq, Isabelle/HOL）背后的哲学——如何将一个复杂的软件规范转化为一个可形式验证的陈述，强调人类如何通过精确的符号系统来管理复杂性。 第二章：算法效率的非渐近分析 本章挑战了传统的Big O符号的局限性，转而关注在现实世界约束下的实际性能度量和模型。 平均情况分析与概率模型： 深入研究随机化算法（如快速排序的随机化版本）的精确平均性能分析，并引入鞅论和马尔可夫链在分析动态系统中的应用。 资源受限环境下的计算界限： 分析内存层次结构（缓存、主存、磁盘I/O）对算法实际执行时间的影响，并探讨如何设计“缓存感知”的数据结构和算法，重点是硬件-软件接口的优化视角。 可压缩性与信息熵： 从信息论的角度审视算法的效率，探讨Kolmogorov复杂度的概念及其在衡量问题内在难度上的启示，而非仅仅关注计算步骤的数量。 --- 第二部分：复杂系统抽象与设计范式（Abstraction in Complex Systems） 本部分关注如何在大规模、分布式和异构环境中，通过高级别的抽象层来设计和理解系统，重点在于架构的演化与治理。 第三章：分布式计算的共识与同步难题 本书认为，分布式系统的核心挑战在于处理非确定性和不可靠性。本章专注于解决这些基础问题的方法论。 拜占庭容错与状态机复制： 详细分析Paxos、Raft等共识协议的结构、故障模型及其对系统可用性和一致性的权衡。我们侧重于协议如何通过精心设计的消息传递模式来建立信任。 时间、顺序与因果关系： 探索Lamport时间戳、向量时钟等工具如何帮助工程师在缺乏全局时钟的环境中重建因果关系，强调“发生关系”的数学定义。 事务的隔离级别与隔离失效的建模： 深入研究SQL和NoSQL数据库中事务隔离级别的理论基础，以及在微服务架构中如何应用Sagas或两阶段提交来管理跨服务的一致性，重点是状态的原子性维护。 第四章：面向领域的建模（Domain Modeling）与语言的界限 本章探讨了如何将现实世界的复杂性有效地映射到软件结构中，核心在于识别和隔离变化点。 DDD（领域驱动设计）的哲学基础： 阐述通用语言（Ubiquitous Language）如何充当团队与领域专家之间的桥梁，讨论限界上下文（Bounded Context）在管理耦合方面的作用，而非仅仅是代码组织技巧。 核心领域与支撑域的分离： 论述如何识别系统的“心脏”——那些最难改变、最能带来竞争优势的部分，并采取不同的工程策略进行保护和迭代。 事件溯源（Event Sourcing）的架构影响： 将事件视为系统的“真相之源”，分析这种范式如何改变状态管理、审计和历史查询的模式，重点是系统行为的完整可追溯性。 --- 第三部分：面向未来的计算模型与哲学（Future Paradigms and Philosophical Computing） 本书的最后一部分展望了计算科学的前沿领域，这些领域正在重塑我们对“计算”本身的理解。 第五章：量化信息处理的极限：量子计算的原理与限制 本章不对具体的量子算法做代码级分析，而是聚焦于量子计算范式如何改变计算复杂性理论的边界。 量子比特与叠加态的数学表征： 严格定义希尔伯特空间、酉矩阵和测量操作，理解这些工具如何构建指数级的状态空间。 可逆计算与信息守恒： 探讨Landauer原理及其在低功耗和量子计算中的意义，分析信息擦除的物理成本。 量子霸权的概念辩论： 审视当前“量子优势”的定义，讨论在特定计算任务中，量子模型相对于经典模型在理论上的优势与工程实践中的鸿沟。 第六章：神经符号系统的交叉点与认知架构 本章探讨了AI领域的两个主要分支——连接主义（神经网络）与符号主义（逻辑推理）如何融合，以构建更具解释性和适应性的智能体。 可解释性AI（XAI）的结构化方法： 关注如何设计模型，使其内部决策过程能够被清晰地追溯和验证，例如基于注意力机制的因果路径分析，而不是对黑箱模型的后验解释。 规则引擎与深度学习的集成模式： 探讨如何使用形式逻辑来约束和引导神经网络的输出，确保关键安全或合规性规则的不可违反性。 常识知识库的构建与推理： 讨论如何利用本体论（Ontology）和语义网络来编码人类的常识，并设计推理机来处理不完全或矛盾的信息，这是构建真正通用智能的关键瓶颈。 --- 总结： 《计算思维导论》致力于将读者从日常的编码任务中抽离出来，引导其掌握驱动计算系统的深刻结构、精确推理和系统哲学。本书强调对抽象层面的精通，是构建下一代大规模、高可靠性、高智能系统的理论基石。它不是关于如何更快地编写代码，而是关于如何更深刻地理解计算的本质。

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