Multilevel Optimization in VLSICAD pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Cong, Jason (EDT)/ Shinnerl, Joseph R. (EDT)

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2003-3-31

价格:USD 149.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781402010811

丛书系列:

图书标签:

• VLSI设计
• 优化算法
• 层次优化
• CAD
• 电子设计自动化
• 数学规划
• 组合优化
• 集成电路
• 设计方法学
• 计算机辅助设计

《复杂系统中的多层次优化：原理、算法与应用》 本书旨在深入探讨多层次优化在现代复杂系统设计与分析中的核心作用，并提供一套全面、系统且实用的理论框架与技术方法。 随着科学技术的飞速发展，我们面临的系统日益庞大、 intricated（错综复杂），其内部各组件之间存在着相互依赖、相互制约的耦合关系，并在多个层面展现出不同的优化目标和决策尺度。从微观的器件参数调整到宏观的系统架构选择，再到跨领域集成设计，如何在这种多尺度的、多目标的、多参与者相互作用的环境下找到全局最优解，成为了一个极具挑战性的研究课题。 本书将从多层次优化的基本概念出发，逐步深入到其核心理论与前沿算法。我们将首先阐述什么是多层次优化，它与传统单层优化有何本质区别，以及为何它在处理复杂系统时显得尤为重要。本书将详细介绍多层次优化问题的典型结构，例如Stackelberg博弈模型、Nash均衡模型、以及各种主从式（leader-follower）和并行式（parallel）的优化框架。我们将通过大量的实例，展示这些模型如何在实际问题中得到应用，例如供应链管理中的供应商与制造商决策、能源网络中的发电与配电调度、交通流量控制中的个体出行与系统规划，以及智能制造中的生产调度与资源分配等。 在理论层面，本书将重点介绍用于求解多层次优化问题的关键数学工具和技术。我们将详细讲解如何将这些问题转化为可求解的数学模型，并深入分析其求解的复杂性。随后，我们将系统性地介绍当前主流的多层次优化算法。这包括但不限于： 基于分解的算法： 针对大规模、结构化多层次问题，本书将介绍如何通过分解技术（如Benders分解、 Dantzig-Wolfe分解等）将原问题分解为一系列更容易求解的子问题，并迭代求解，直至获得全局最优解。 基于元启发式算法的集成： 鉴于许多多层次优化问题NP-hard（难解）的特性，本书将重点介绍如何结合遗传算法、粒子群优化、模拟退火等元启发式算法来设计高效的求解器。我们将探讨如何设计合适的种群表示、交叉算子、变异算子以及适应度函数，以适应多层次问题的特殊结构。 基于数学规划的近似算法： 对于一些难以获得精确解的问题，本书将介绍如何利用线性规划、整数规划、非线性规划等数学规划技术，结合剪枝、松弛等方法，设计出能够获得高质量近似解的算法。 基于机器学习的优化方法： 随着人工智能的发展，本书还将探讨如何利用深度学习、强化学习等机器学习技术来学习优化策略，从而加速求解过程或处理具有高维度、非线性特点的多层次优化问题。例如，如何利用神经网络来预测下层决策者的反应，或利用强化学习来动态调整上层决策者的策略。 本书将不仅仅局限于理论介绍，更注重算法的实际实现和应用。我们将提供具体的算法流程图和伪代码，并指导读者如何将这些算法应用于实际问题。对于每一类算法，我们都将分析其优缺点、适用范围以及计算复杂度，帮助读者根据具体问题的特点选择最合适的求解方法。 此外，本书还将深入探讨多层次优化在多个重要领域的具体应用。我们将花费大量篇幅介绍该技术在以下方面的突破与前沿： 集成电路设计自动化 (VLSI CAD)： 尽管本书的名称略有提及，但我们将在此章节拓展，详细阐述多层次优化在VLSI CAD中的作用。例如，在布局布线过程中，如何协调不同层次的设计目标（如面积、时延、功耗、可测试性）并考虑不同设计单元之间的相互影响；如何在逻辑综合、物理综合等阶段实现多层次的协同优化；如何处理多目标、多约束条件下的电路设计问题。 智能交通系统： 探讨如何利用多层次优化来协调车辆的出行决策与交通信号灯的配时，以最小化拥堵，提高通行效率。 能源系统优化： 分析如何在发电、输电、配电以及用能等多个层面上进行优化，以实现能源的经济、高效、可靠供应，并整合可再生能源。 供应链管理： 阐述如何通过多层次优化来协调制造商、分销商、零售商等各个环节的决策，以实现整体供应链的利润最大化或成本最小化。 智能制造与工业4.0： 探讨如何利用多层次优化来协调生产计划、设备调度、物料流转以及机器人协作，以提高生产效率和柔性。 环境保护与资源管理： 分析如何在不同空间尺度和时间尺度上进行资源分配和污染控制的优化，以实现可持续发展。 本书的写作风格力求严谨、清晰且易于理解。我们避免使用过多的专业术语，并在必要时给出详细解释。每章都包含丰富的图表和示例，以帮助读者更好地掌握抽象概念。本书适合于计算机科学、电子工程、运筹学、管理科学、自动化等相关专业的本科生、研究生以及从事复杂系统设计与优化的研究人员和工程师。通过阅读本书，读者将能够深刻理解多层次优化的强大能力，掌握解决复杂系统问题的关键技术，并能够将其应用于自身的科研与工程实践中，推动相关领域的创新与发展。

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初读此书，最让我感到震撼的是其对问题本质的剖析深度。它并未停留在对现有算法的表面描述，而是深入挖掘了多层次优化背后的理论根基和内在矛盾。例如，在处理全局最优解与局部收敛性之间的权衡时，作者引入了数理经济学中的某些概念，这种跨学科的视角极大地拓宽了我的思维边界。很多同类书籍往往将复杂性归咎于计算资源的限制，但这本书却更倾向于从问题的结构本身寻找突破口，它揭示了在不同抽象层次上，设计目标函数是如何相互耦合和制约的。这种自顶向下、层层递进的分析方法，使得即便是那些看似难以调和的冲突，也能被系统地拆解和应对。我感觉作者团队可能花费了数年时间，才将如此庞杂的知识体系，提炼成这般简洁而有力的论述框架。阅读过程中，我时常需要停下来，在草稿纸上重新绘制那些流程图，才能真正消化其中蕴含的深刻洞察。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种深邃的蓝色调配上精致的电路图线条，立刻就给人一种专业、严谨的感觉，仿佛在预示着里面内容的深度与广度。光是拿到手里，那种沉甸甸的质感就让人对接下来的阅读充满期待。我特别喜欢它在排版上的用心，字体选择大气而不失细节，图表的清晰度和标注的准确性都达到了行业内的顶尖水准。每次翻阅，我都能感受到作者团队在内容组织上的匠心独运，无论是复杂的数学模型推导，还是实际工程中的案例分析，都被梳理得井井有条，即便是初次接触这类高级主题的读者，也能顺着清晰的逻辑脉络逐步深入。这本书不仅仅是一本教材，更像是一份技术宝典，其详尽的引文和参考文献列表，为后续的深入研究铺设了坚实的桥梁。对于任何致力于在超大规模集成电路设计自动化领域深耕的人士来说，这本书的物理存在本身就是一种无声的鼓舞，它代表着对知识的尊重和对工艺极限的不懈追求。

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我个人认为，这本书在组织结构上的一个亮点是其对历史脉络的尊重与展望。它并非简单地罗列最新的技术，而是巧妙地将经典算法（例如早期的迭代方法）的局限性，作为引出更先进、更具鲁棒性的多层次框架的逻辑跳板。这种历史的纵深感，让读者不仅知道“做什么”，更明白了“为什么这样做”。同时，在章节末尾对未来研究方向的探讨，虽然措辞谨慎，但指向性非常明确，为整个领域的发展趋势提供了清晰的路线图。我看到作者们对于量子计算对优化算法潜在影响的探讨，尽管尚处于理论推测阶段，但这种前瞻性思维，让我意识到这本书的价值将远远超出当前的技术周期。它不是一本时效性很强的“手册”，而是一部具有长久生命力的“方法论指导书”。

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这本书的实用价值，远超出了许多纯理论著作的范畴。虽然其理论深度令人敬佩，但更难能可贵的是，它始终没有脱离实际的工程应用场景。书中穿插的那些“工业洞察”片段，像是经验丰富的工程师在耳边轻语，指出了理论模型在真实流片过程中可能遇到的陷阱。我尤其欣赏作者们对“性能-功耗-面积”（PPA）三维空间中非线性约束的处理方式，他们不仅介绍了如何构建多目标函数，更细致地探讨了在不同工艺节点下，这些约束的权重如何动态变化。这使得这本书不仅适用于学术研究，对于正在进行先进工艺节点IP核或系统级芯片（SoC）架构设计的工程师来说，也具有极高的参考价值。可以说，它弥补了理论研究与实际量产之间长期存在的鸿沟，为我们提供了一套可以付诸实践的优化蓝图。

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这本书的语言风格是极其严谨且克制的，几乎每一个技术术语的使用都经过了精确的考量，绝无半点浮夸或模糊之处。作者们似乎信奉“少即是多”的信条，用最精炼的文字构建起最宏大的知识体系。然而，这种严谨性也带来了一定的阅读门槛——它要求读者必须具备扎实的背景知识作为支撑。对于那些期待快速入门的读者而言，这本书可能会显得有些“高冷”。但对于已经有一定基础，渴望突破瓶颈的专业人士来说，这恰恰是其魅力所在。它不会浪费你任何时间在不必要的背景铺垫上，而是直接切入核心，挑战你的现有认知。这种“硬核”的风格，反而培养了一种专注和求真的阅读态度，每一次读懂一个复杂的公式，都带来了一种智力上的满足感，这是一种纯粹的学术享受，与那些畅销书带来的轻松感截然不同。

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