通信與移動(dòng)系統(tǒng)

前言

　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)與飛速發(fā)展，不僅改變了我們的生活和工作的方式，而且也改變了我們對計(jì)算現(xiàn)象的認(rèn)識，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代之前，人們關(guān)心的主要是順序計(jì)算，在這種模式下，計(jì)算被看作是從輸入到輸出的函數(shù)；永遠(yuǎn)不終止的計(jì)算被認(rèn)為是沒有意義的，因?yàn)樗划a(chǎn)生任何輸出，而在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)之后，人們關(guān)心更多的是并發(fā)計(jì)算，在并發(fā)計(jì)算中，計(jì)算主體（進(jìn)程）在與外界不斷的交互中完成所指定的計(jì)算任務(wù)；而在移動(dòng)計(jì)算中，進(jìn)程所與之交互的外部環(huán)境也在動(dòng)態(tài)地改變，對于這類計(jì)算現(xiàn)象，傳統(tǒng)的基于“函數(shù)”的理論不再適用，如何理解并發(fā)、移動(dòng)計(jì)算，為其建立嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型，從而為實(shí)際并發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，是近30年來計(jì)算機(jī)科學(xué)面臨的重大挑戰(zhàn)?！　∮蓤D靈獎(jiǎng)獲得者M(jìn)ilner教授與其合作者提出的丌演算，代表了迄今為止學(xué)術(shù)界對這一挑戰(zhàn)的最為成功的回應(yīng)，丌演算推廣了通信進(jìn)程演算（CCS），允許在通信中傳遞通道的名字，這一看似簡單的推廣，使得丌演算能夠描述通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)改變，具有強(qiáng)大的表達(dá)能力，同時(shí)又繼承了CCS簡潔優(yōu)美的語義理論——互模擬，丌演算已經(jīng)被應(yīng)用到程序設(shè)計(jì)語言的設(shè)計(jì)、分布式系統(tǒng)的分析與驗(yàn)證等領(lǐng)域，產(chǎn)生了廣泛的影響，　　本書是關(guān)于丌演算的第一本專著，Milnel教授通過大量的例子，深入淺出地介紹了丌演算的基本概念和理論，穿插在全書各章的討論中，處處閃爍著這位將其畢生精力傾注于計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)研究的大師對這門學(xué)科及其發(fā)展的精辟見解，我們希望中譯本的出版能有助于國內(nèi)讀者，特別是研究生和年輕科研人員，學(xué)習(xí)和掌握丌演算的基本原理，并從中受到啟發(fā)。

內(nèi)容概要

　　《通信與移動(dòng)系統(tǒng)：π演算》由圖靈獎(jiǎng)獲得者Robin Milner編著，中國科學(xué)院院士林惠民教授主譯。通信是計(jì)算的—個(gè)基本的、不可缺少的部分。通信可能發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)上的不同計(jì)算機(jī)之間，也可能發(fā)生在同一合計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件之間。在《通信與移動(dòng)系統(tǒng)：π演算》中，作者介紹了一種為通信建模的新方法，其特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)及其程序都看作由相互通信的部分所組成的。并發(fā)展了一個(gè)理論，即π演算。π演算是一個(gè)簡單卻又具有強(qiáng)大的表達(dá)能力的演算。在π演算中，對計(jì)算機(jī)程序中數(shù)據(jù)的移動(dòng)與互聯(lián)網(wǎng)上的消息（甚至是計(jì)算機(jī)程序）的傳送的處理是完全相同的。　　《通信與移動(dòng)系統(tǒng)：π演算》是關(guān)于π演算的第一本教科書，它的出版是該領(lǐng)域的專業(yè)人員和學(xué)生所期待已久的盛事。

書籍目錄

術(shù)語表序言第一部分 通信系統(tǒng)第1章 引論第2章 自動(dòng)機(jī)的行為2.1 自動(dòng)機(jī)2.2 正規(guī)集2.3 自動(dòng)機(jī)的語言2.4 確定性和非確定性2.5 黑盒或反應(yīng)系統(tǒng)2.6 小結(jié)第3章 順序進(jìn)程和互模擬3.1 標(biāo)號遷移系統(tǒng)3.2 強(qiáng)模擬3.3 強(qiáng)互模擬3.4 順序進(jìn)程表達(dá)式3.5 布爾緩沖區(qū)3.6 調(diào)度器3.7 計(jì)數(shù)器3.8 小結(jié)第4章 并發(fā)進(jìn)程與交互4.1 標(biāo)號和流程圖4.2 觀察和交互4.3 并發(fā)進(jìn)程表達(dá)式4.4 結(jié)構(gòu)同余4.5 反應(yīng)規(guī)則4.6 小結(jié)第5章 遷移和強(qiáng)等價(jià)5.1 標(biāo)號遷移5.2 強(qiáng)互模擬及其應(yīng)用5.3 強(qiáng)等價(jià)的代數(shù)性質(zhì)5.4 同余5.5 小結(jié)第6章 觀察等價(jià)：理論6.1 觀察6.2 弱互模擬.6.3 方程解的唯一性6.4 小結(jié)第7章 觀察等價(jià)：例子7.1 彩票機(jī)7.2 加工車間7.3 調(diào)度器7.4 緩沖區(qū)7.5 棧和計(jì)數(shù)器7.6 討論第二部分 π-演算第8章 論移動(dòng)性8.1 有限的移動(dòng)性8.2 移動(dòng)電話.8.3 移動(dòng)性的其他例子8.4 小結(jié)第9章 π-演算與交互9.1 名字.動(dòng)作和進(jìn)程9.2 結(jié)構(gòu)同余和反應(yīng)9.3 移動(dòng)性9.4 多目π-演算9.5 遞歸定義9.6 抽象9.7 小結(jié)第10章 π-演算的應(yīng)用10.1 簡單的系統(tǒng)10.2 唯一使用10.3 再論數(shù)據(jù)10.4 表編程10.5 持久的和可變的數(shù)據(jù)第11章 類.對象和函數(shù)11.1 通道類型的層次結(jié)構(gòu)11.2 類和賦類11.3 拓展類語言11.4 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)11.5 進(jìn)程和抽象作為消息11.6 函數(shù)式計(jì)算作為名字傳遞第12章 承諾與強(qiáng)互模擬12.1 抽象與凝結(jié)12.2 承諾的規(guī)則12.3 強(qiáng)互模擬，強(qiáng)等價(jià)12.4 同余12.5 復(fù)制的基本同余性質(zhì)12.6 資源的復(fù)制12.7 小結(jié)第13章 觀察等價(jià)及例子13.1 試驗(yàn)13.2 弱互模擬與同余關(guān)系13.3 方程解的唯一性13.4 表編程13.5 命令式程序設(shè)計(jì)13.6 可伸縮的緩沖區(qū)13.7 久演算中的歸約第14章 討論及相關(guān)的工作參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一部分 通信系統(tǒng)　　第1章引論　　本書介紹一個(gè)用來分析并發(fā)通信進(jìn)程的演算，這些進(jìn)程可以增長、縮小和移動(dòng)。　　通信系統(tǒng)的建造還沒能確立為一門科學(xué)，甚至還不是一項(xiàng)成熟的工藝，我們現(xiàn)在還沒有一套被普遍認(rèn)可的表達(dá)和構(gòu)造并發(fā)系統(tǒng)的手段，而對于順序計(jì)算機(jī)程序這（基本上可以說）是已經(jīng)解決了的問題，　　如今絕大多數(shù)計(jì)算現(xiàn)象都涉及交互，因而都涉及擁有多個(gè)同時(shí)活動(dòng)的部件的系統(tǒng)，這就提出了計(jì)算機(jī)科學(xué)必須面對的一個(gè)挑戰(zhàn)，即建立一個(gè)具有少量基本概念的基礎(chǔ)模型，可以用來嚴(yán)格地描述交互式行為，　　對于計(jì)算式行為來說，類似的事情在很久以前已經(jīng)完成了，邏輯學(xué)家們提出了圖靈機(jī)、寄存器機(jī)（在他們之上建立了命令式程序設(shè)計(jì)語言）和λ演算（在其之上建立了參數(shù)過程的概念），所有這些模型都沒有考慮我們通常所理解的交互現(xiàn)象，它們的基本活動(dòng)包括讀寫存儲介質(zhì)（存儲帶或寄存器），或者用實(shí)際的參數(shù)來調(diào)用一個(gè)過程，而我們的模型將與之完全不同，其基本動(dòng)作是在端口上握手通信，這意味著參與的雙方在這個(gè)動(dòng)作上同步。

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