通信與移動系統(tǒng)

前言

　　計算機網(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算現(xiàn)象的認識，在網(wǎng)絡(luò)時代之前，人們關(guān)心的主要是順序計算，在這種模式下，計算被看作是從輸入到輸出的函數(shù)；永遠不終止的計算被認為是沒有意義的，因為它不產(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)計算，在并發(fā)計算中，計算主體（進程）在與外界不斷的交互中完成所指定的計算任務(wù)；而在移動計算中，進程所與之交互的外部環(huán)境也在動態(tài)地改變，對于這類計算現(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)、移動計算，為其建立嚴格的數(shù)學(xué)模型，從而為實際并發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計與分析提供堅實的理論基礎(chǔ)，是近30年來計算機科學(xué)面臨的重大挑戰(zhàn)?！　∮蓤D靈獎獲得者Milner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撲結(jié)構(gòu)的動態(tài)改變，具有強大的表達能力，同時又繼承了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)計語言的設(shè)計、分布式系統(tǒng)的分析與驗證等領(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算機科學(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

　　《通信與移動系統(tǒng)：π演算》由圖靈獎獲得者Robin Milner編著，中國科學(xué)院院士林惠民教授主譯。通信是計算的—個基本的、不可缺少的部分。通信可能發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)上的不同計算機之間，也可能發(fā)生在同一合計算機的各個部件之間。在《通信與移動系統(tǒng)：π演算》中，作者介紹了一種為通信建模的新方法，其特點是將計算機及其程序都看作由相互通信的部分所組成的。并發(fā)展了一個理論，即π演算。π演算是一個簡單卻又具有強大的表達能力的演算。在π演算中，對計算機程序中數(shù)據(jù)的移動與互聯(lián)網(wǎng)上的消息（甚至是計算機程序）的傳送的處理是完全相同的?！　　锻ㄐ排c移動系統(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 自動機的行為2.1 自動機2.2 正規(guī)集2.3 自動機的語言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 順序進程和互模擬3.1 標號遷移系統(tǒng)3.2 強模擬3.3 強互模擬3.4 順序進程表達式3.5 布爾緩沖區(qū)3.6 調(diào)度器3.7 計數(shù)器3.8 小結(jié)第4章 并發(fā)進程與交互4.1 標號和流程圖4.2 觀察和交互4.3 并發(fā)進程表達式4.4 結(jié)構(gòu)同余4.5 反應(yīng)規(guī)則4.6 小結(jié)第5章 遷移和強等價5.1 標號遷移5.2 強互模擬及其應(yīng)用5.3 強等價的代數(shù)性質(zhì)5.4 同余5.5 小結(jié)第6章 觀察等價：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：例子7.1 彩票機7.2 加工車間7.3 調(diào)度器7.4 緩沖區(qū)7.5 棧和計數(shù)器7.6 討論第二部分 π-演算第8章 論移動性8.1 有限的移動性8.2 移動電話.8.3 移動性的其他例子8.4 小結(jié)第9章 π-演算與交互9.1 名字.動作和進程9.2 結(jié)構(gòu)同余和反應(yīng)9.3 移動性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11.5 進程和抽象作為消息11.6 函數(shù)式計算作為名字傳遞第12章 承諾與強互模擬12.1 抽象與凝結(jié)12.2 承諾的規(guī)則12.3 強互模擬，強等價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 觀察等價及例子13.1 試驗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

章節(jié)摘錄

　　第一部分 通信系統(tǒng)　　第1章引論　　本書介紹一個用來分析并發(fā)通信進程的演算，這些進程可以增長、縮小和移動?！　⊥ㄐ畔到y(tǒng)的建造還沒能確立為一門科學(xué)，甚至還不是一項成熟的工藝，我們現(xiàn)在還沒有一套被普遍認可的表達和構(gòu)造并發(fā)系統(tǒng)的手段，而對于順序計算機程序這（基本上可以說）是已經(jīng)解決了的問題，　　如今絕大多數(shù)計算現(xiàn)象都涉及交互，因而都涉及擁有多個同時活動的部件的系統(tǒng)，這就提出了計算機科學(xué)必須面對的一個挑戰(zhàn)，即建立一個具有少量基本概念的基礎(chǔ)模型，可以用來嚴格地描述交互式行為，　　對于計算式行為來說，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、寄存器機（在他們之上建立了命令式程序設(shè)計語言）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，它們的基本活動包括讀寫存儲介質(zhì)（存儲帶或寄存器），或者用實際的參數(shù)來調(diào)用一個過程，而我們的模型將與之完全不同，其基本動作是在端口上握手通信，這意味著參與的雙方在這個動作上同步。

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