自律分散系統(tǒng)入門(mén)

前言

　　隨著近年來(lái)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，信息通信系統(tǒng)所面臨的應(yīng)用環(huán)境正在發(fā)生巨大的變化，要求在不斷變化和難以預(yù)測(cè)的狀況中進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在變動(dòng)環(huán)境中的不間斷運(yùn)行，模仿生物機(jī)理提出了由日本原創(chuàng)的系統(tǒng)概念——自律分散系統(tǒng)?！　∽髡哂?977年就提出了自律分散系統(tǒng)的概念，而本書(shū)首次系統(tǒng)歸納總結(jié)了作者至今為止約35。個(gè)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利、300余篇國(guó)內(nèi)外論文的基礎(chǔ)部分，全面地介紹自律分散系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、構(gòu)成技術(shù)、支持技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例。　　本項(xiàng)研究與開(kāi)發(fā)已經(jīng)持續(xù)了30年，目前仍在不斷地取得新進(jìn)展。像這樣引領(lǐng)時(shí)代、從構(gòu)建原創(chuàng)概念起步的研究，不僅在日本，即使在世界范圍內(nèi)也是少見(jiàn)的。作為自律分散系統(tǒng)的創(chuàng)始人，作者也介紹了在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的進(jìn)程中如何創(chuàng)立這一新概念的親身經(jīng)歷。　　另外，在將概念具體轉(zhuǎn)化為技術(shù)方面，簡(jiǎn)單介紹了創(chuàng)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的逆向思維；在技術(shù)應(yīng)用方面，介紹了以具體應(yīng)用特性和需求為基礎(chǔ)的實(shí)用方法。自律分散系統(tǒng)旨在滿(mǎn)足由系統(tǒng)大規(guī)?；?、社會(huì)環(huán)境不斷變化而產(chǎn)生的新需求，所以不能以傳統(tǒng)的價(jià)值觀(guān)評(píng)價(jià)這項(xiàng)技術(shù)，本書(shū)對(duì)新的評(píng)價(jià)技術(shù)也做了討論?！　≡绞鞘炀毜目萍既藛T，往往越難接受技術(shù)的革新，更難接受概念的變革。另一方面，傳統(tǒng)知識(shí)不足的技術(shù)人員和學(xué)生又缺乏革新意識(shí)。因此，本書(shū)采用將傳統(tǒng)技術(shù)與自律分散系統(tǒng)技術(shù)做對(duì)比的形式，使闡述盡量簡(jiǎn)明扼要?！　∠Ｍ緯?shū)能為將來(lái)創(chuàng)造和普及新信息技術(shù)的信息工程學(xué)科研究生、從事技術(shù)研發(fā)和普及的企業(yè)研究人員、工程師以及進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的用戶(hù)部門(mén)人員提供參考。

內(nèi)容概要

自律分散系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代誕生的系統(tǒng)新概念，具有在線(xiàn)擴(kuò)展性、在線(xiàn)維護(hù)性和容錯(cuò)性，較好地解決了大規(guī)模系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行所面臨的問(wèn)題。本書(shū)是森欣司教授首次出版的全面介紹自律分散系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、構(gòu)成技術(shù)、支持技術(shù)、應(yīng)用實(shí)例以及創(chuàng)立這一新概念的過(guò)程的專(zhuān)著。書(shū)中強(qiáng)調(diào)創(chuàng)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的逆向思維方式、以具體應(yīng)用特性和需求為基礎(chǔ)的實(shí)用方法，以及對(duì)此項(xiàng)新技術(shù)的評(píng)價(jià)方法。    本書(shū)可作為高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教科書(shū)或參考書(shū)，也可供從事計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、交通運(yùn)輸及系統(tǒng)工程領(lǐng)域工作的技術(shù)人員、研發(fā)人員及管理人員參考。

書(shū)籍目錄

第一章  緒論  1.1  方法論的轉(zhuǎn)變  1.2  研究開(kāi)發(fā)的歷程第二章  自律分散系統(tǒng)的概念與定義  2.1  背景    2.1.1  集中系統(tǒng)及其存在的問(wèn)題    2.1.2  系統(tǒng)需求    2.1.3  生物系統(tǒng)與分子生物學(xué)    2.1.4  實(shí)現(xiàn)自律分散系統(tǒng)的技術(shù)要素  2.2  自律分散系統(tǒng)的概念  2.3  自律分散系統(tǒng)的定義  2.4  自律分散系統(tǒng)的定位    2.4.1  自律可控性    2.4.2  自律可協(xié)調(diào)性    2.4.3  與傳統(tǒng)系統(tǒng)的相互定位第三章  自律分散系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)  3.1  體系結(jié)構(gòu)特征    3.1.1  原子節(jié)點(diǎn)    3.1.2  數(shù)據(jù)域    3.1.3  數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)  3.2  自律分散管理系統(tǒng)    3.2.1  原子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)域    3.2.2  數(shù)據(jù)域管理    3.2.3  數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理  3.3  與傳統(tǒng)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的比較    3.3.1  設(shè)計(jì)    3.3.2  通信方式    3.3.3  驅(qū)動(dòng)方式第四章  自律分散系統(tǒng)的構(gòu)建技術(shù)  4.1  系統(tǒng)需求    4.1.1  在線(xiàn)擴(kuò)展性    4.1.2  容錯(cuò)性    4.1.3  在線(xiàn)維護(hù)性  4.2  在線(xiàn)擴(kuò)展性    4.2.1  傳統(tǒng)系統(tǒng)及其面臨的問(wèn)題    4.2.2  在線(xiàn)擴(kuò)展技術(shù)  4.3  容錯(cuò)性    4.3.1  傳統(tǒng)系統(tǒng)及其面臨的問(wèn)題    4.3.2  容錯(cuò)技術(shù)  4.4  在線(xiàn)維護(hù)性    4.4.1  傳統(tǒng)系統(tǒng)及其面臨的問(wèn)題    4.4.2  在線(xiàn)維護(hù)技術(shù)第五章  自律分散系統(tǒng)的構(gòu)建支持技術(shù)  5.1  軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)    5.1.1  需求    5.1.2  應(yīng)解決的技術(shù)課題    5.1.3  開(kāi)發(fā)支持技術(shù)    5.1.4  效果  5.2  硬件網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成示例    5.2.1  自律分散環(huán)型網(wǎng)絡(luò)    5.2.2  自律分散環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)擴(kuò)展性    5.2.3  自律分散環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性    5.2.4  自律分散環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)維護(hù)性  5.3  功能可靠性評(píng)價(jià)    5.3.1  需求    5.3.2  課題    5.3.3  功能可靠性    5.3.4  在自律分散環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用    5.3.5  效果第六章  應(yīng)用案例  6.1  概述  6.2  鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)    6.2.1  背景    6.2.2  傳統(tǒng)系統(tǒng)    6.2.3  需求    6.2.4  基于自律分散系統(tǒng)的解決方案    6.2.5  應(yīng)用技術(shù)    6.2.6  效果  6.3  生產(chǎn)管理系統(tǒng)    6.3.1  背景    6.3.2  傳統(tǒng)系統(tǒng)    6.3.3  需求    6.3.4  基于自律分散系統(tǒng)的解決方案    6.3.5  應(yīng)用技術(shù)    6.3.6  效果  6.4  報(bào)紙印刷工序管理系統(tǒng)    6.4.1  背景    6.4.2  傳統(tǒng)系統(tǒng)    6.4.3  需求    6.4.4  基于自律分散系統(tǒng)的解決方案    6.4.5  應(yīng)用技術(shù)    6.4.6  效果第七章  自律分散系統(tǒng)新的研究課題  7.1  概述  7.2  環(huán)境的變化  7.3  用戶(hù)需求與確信性    7.3.1  用戶(hù)需求    7.3.2  系統(tǒng)的確信性  7.4  自律分散的新研究動(dòng)向    7.4.1  異構(gòu)自律分散集成系統(tǒng)    7.4.2  自律分散信息發(fā)布系統(tǒng)    7.4.3  自律分散數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)    7.4.4  自律分散共同體系統(tǒng)后記參考文獻(xiàn)索引

章節(jié)摘錄

　　第一章　緒論　　1.1　方法論的轉(zhuǎn)變　　1977年，當(dāng)計(jì)算機(jī)剛開(kāi)始推廣普及時(shí)，作者原創(chuàng)性地構(gòu)思了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就是世界上首創(chuàng)的自律分散系統(tǒng)?！　∧莻€(gè)時(shí)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是集中式系統(tǒng)，被稱(chēng)為主機(jī)的大型計(jì)算機(jī)承擔(dān)了系統(tǒng)的全部處理任務(wù)。采用這種方式有其歷史原因，因?yàn)楦鶕?jù)被稱(chēng)為Grosch定律的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，“處理器的性能與其價(jià)格的平方成正比”，所以使用單臺(tái)高性能主機(jī)比使用多臺(tái)小型計(jì)算機(jī)效率高、成本低?！　〉?，集中式系統(tǒng)面臨許多問(wèn)題。首先，中央計(jì)算機(jī)一旦中止運(yùn)行，就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。其次，在對(duì)系統(tǒng)終端進(jìn)行擴(kuò)展或維護(hù)時(shí)，需要關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。1977年正是對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴(lài)程度開(kāi)始膨脹的時(shí)期，由于系統(tǒng)的關(guān)閉而造成的經(jīng)濟(jì)影響及引發(fā)的社會(huì)生活問(wèn)題已開(kāi)始不容忽視。因此，系統(tǒng)的維護(hù)工作必須在系統(tǒng)未被使用的夜間進(jìn)行，人們不得不在深夜為計(jì)算機(jī)而工作。當(dāng)時(shí)的集中式系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為中心的系統(tǒng)，人們只能?chē)?jì)算機(jī)的指揮棒轉(zhuǎn)。　　20世紀(jì)70年代也是光纖和非常簡(jiǎn)便的計(jì)算機(jī)——微型計(jì)算機(jī)現(xiàn)身的時(shí)期。光纖以其高速通信能力而聞名，但當(dāng)時(shí)被認(rèn)為不會(huì)得到普及，因?yàn)閿?shù)據(jù)量還沒(méi)有大到需要如此高的速度來(lái)傳播，而微型計(jì)算機(jī)相對(duì)其價(jià)格而言性能較低，也被視為不可能有大的用途?！　∨c此相反，作者預(yù)想到廣泛利用這些技術(shù)的時(shí)代即將到來(lái)，并認(rèn)為可以創(chuàng)建一個(gè)全新的系統(tǒng)概念，利用微型計(jì)算機(jī)和光纖，解決傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)中所存在的問(wèn)題。　　當(dāng)時(shí)恰逢生物學(xué)界剛興起一個(gè)新的學(xué)術(shù)領(lǐng)域——分子生物學(xué)，如同2.1.3小節(jié)所述，分子生物學(xué)家通過(guò)繁殖青蛙的腿部細(xì)胞，成功地造出了克隆青蛙，引起媒體爭(zhēng)相報(bào)道?？寺〖夹g(shù)如今已被廣為認(rèn)知，但是按照當(dāng)時(shí)的認(rèn)識(shí)水平，認(rèn)為生命體是由許多不同的組成部分構(gòu)成的。分子生物學(xué)家則完全否定這種觀(guān)點(diǎn)，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這樣一個(gè)事實(shí)，青蛙之類(lèi)的生命體是由均質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成的。作者認(rèn)為，正是生物系統(tǒng)為我們提供了解決傳統(tǒng)系統(tǒng)各種問(wèn)題的啟示?！　　?/pre>








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