Hardware Design and Petri Nets pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Yakovlev, Alex; Lavagno, Luciano; Yakovlev, Alexander

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2000-2-29

价格:USD 249.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792377917

丛书系列:

图书标签:

硬件设计
Petri网
形式化验证
并发系统
建模
仿真
硬件验证
系统设计
计算机工程
理论基础

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具体描述

Hardware Design and Petri Nets presents a summary of the state of the art in the applications of Petri nets to designing digital systems and circuits. The area of hardware design has traditionally been a fertile field for research in concurrency and Petri nets. Many new ideas about modelling and analysis of concurrent systems, and Petri nets in particular, originated in theory of asynchronous digital circuits. Similarly, the theory and practice of digital circuit design have always recognized Petri nets as a powerful and easy-to-understand modelling tool. The ever-growing demand in the electronic industry for design automation to build various types of computer-based systems creates many opportunities for Petri nets to establish their role of a formal backbone in future tools for constructing systems that are increasingly becoming distributed, concurrent and asynchronous. Petri nets have already proved very effective in supporting algorithms for solving key problems in synthesis of hardware control circuits. However, since the front end to any realistic design flow in the future is likely to rely on more pragmatic Hardware Description Languages (HDLs), such as VHDL and Verilog, it is crucial that Petri nets are well interfaced to such languages. Hardware Design and Petri Nets is divided into five parts, which cover aspects of behavioral modelling, analysis and verification, synthesis from Petri nets and STGs, design environments based on high-level Petri nets and HDLs, and finally performance analysis using Petri nets. Hardware Design and Petri Nets serves as an excellent reference source and may be used as a text for advanced courses on the subject.

现代软件架构与设计模式深度解析书籍简介本书旨在为软件工程师、架构师以及对复杂系统设计充满热情的读者提供一套系统化、深入且前瞻性的软件架构与设计模式的理论框架与实践指导。我们摒弃了传统教科书中对基础概念的机械式罗列，转而聚焦于在当代云计算、微服务、大规模分布式系统以及快速迭代开发环境中，如何有效地运用架构思维与成熟的设计模式来解决现实世界中棘手的工程难题。全书结构严谨，内容涵盖了从宏观的架构选型到微观的设计决策，旨在培养读者构建健壮、可扩展、易维护软件系统的能力。第一部分：架构基石——理解现代软件的骨架本部分奠定了理解复杂软件系统的基础。我们首先探讨了软件架构的本质，强调架构并非仅仅是技术选型，而是一系列关键设计决策的集合，这些决策对系统的长期演化成本和非功能性需求（如性能、安全性、可维护性）具有决定性影响。第1章：架构视角的转变与权衡的艺术本章深入剖析了“架构师思维”的培养。我们将探讨架构设计的核心驱动力——需求，特别是那些难以量化的非功能性需求。通过分析一系列经典的架构权衡案例（例如，一致性与可用性的权衡——CAP理论的实际应用），读者将学会如何识别隐藏的约束，并利用结构化的决策矩阵来量化不同设计方案的优劣。我们重点讨论了“技术债务”的架构视角，阐述了如何通过预见性的架构设计来最小化不可控的技术累积。第2章：主流架构范式的深度比较与适用场景我们将详细解构当前主导企业级应用开发的几种核心架构范式：单体架构的再评估：讨论单体架构在哪些特定业务场景下依然是最高效的选择，并探讨如何通过良好的模块化设计（如包/依赖管理）来推迟或避免过早的微服务化。面向服务的架构（SOA）到微服务架构（MSA）的演进：深入分析微服务背后的组织结构、通信机制（同步/异步）、服务边界的划定（基于业务域DDD的实践）、以及去中心化治理的挑战。我们不会停留在概念层面，而是详细介绍服务发现、API网关、分布式事务管理（Saga模式）的实战细节。事件驱动架构（EDA）：侧重于解耦和响应性。本章将详细阐述消息队列（如Kafka, RabbitMQ）在EDA中的角色，以及如何构建可靠的事件流和审计日志系统。第3章：部署与基础设施的架构耦合现代架构不可避免地与基础设施紧密相连。本章聚焦于云原生环境下的部署策略。我们将分析容器化技术（Docker）和编排系统（Kubernetes）如何重塑服务间的交互与弹性。此外，我们探讨了“基础设施即代码”（IaC）的实践，以及如何利用蓝绿部署、金丝雀发布等策略，将架构的韧性延伸到部署流程中。第二部分：设计模式的演进——解决特定问题的通用蓝图本部分将设计模式置于现代系统上下文下重新审视。我们侧重于解决分布式、高并发和状态管理难题的模式，并区分了适用于对象级别（GoF）和系统级别（架构模式）的差异。第4章：对象设计模式在现代语言中的应用回顾经典的设计模式（如工厂、单例、观察者），但重点在于如何适应如Java 8+的Stream API、Kotlin的协程或Go语言的并发原语等现代语言特性。例如，探讨在函数式编程范式下，如何用不可变数据结构来替代传统的建造者模式，以提高线程安全性和代码可读性。第5章：并发与状态管理的模式在多核处理器和分布式环境中，状态管理成为核心挑战。本章重点介绍：并发控制模式：互斥量、信号量、读写锁，以及在Actor模型（如Akka、Erlang）中如何通过隔离状态和消息传递来规避死锁。数据访问模式：揭示Repository模式在ORM和NoSQL混合持久化场景下的局限性，并引入Unit of Work模式来确保数据操作的原子性。第6章：分布式系统设计模式这是本书的重点之一，专注于解决网络延迟和节点故障带来的挑战：容错模式：详细介绍断路器（Circuit Breaker）、重试（Retry with Jitter/Backoff）和隔离舱（Bulkhead）如何在服务间调用中隔离故障域。数据一致性模式：区别于强一致性，我们深入探讨了最终一致性、版本控制（Optimistic Concurrency Control）以及如何设计具有幂等性的API接口。代理与中间件模式：剖析Sidecar（边车）模式在服务网格（Service Mesh）中的关键作用，如何将横切关注点（如安全、监控、路由）从业务逻辑中剥离。第三部分：面向未来的架构实践与工具链本部分关注如何将理论转化为可操作的工程流程，并前瞻性地探讨新兴趋势对架构设计的影响。第7章：领域驱动设计（DDD）与架构的契合 DDD被视为连接业务语言和技术实现的桥梁。本章详细阐述了限界上下文（Bounded Context）的划分如何直接映射到微服务的边界。我们探讨了上下文映射图（Context Map）在识别跨服务依赖和集成策略（如Anti-Corruption Layer）中的实际应用。第8章：可观察性与架构的反馈回路一个好的架构必须是可测量的。本章探讨了如何将“可观察性”构建为架构的一等公民，而不是事后附加的组件。内容包括：日志结构化与关联性：确保跨服务追踪ID（Tracing ID）的有效传递。分布式追踪：深入分析OpenTracing/OpenTelemetry标准，以及如何利用追踪数据来诊断延迟瓶颈和失败路径。度量（Metrics）与健康检查：定义关键性能指标（KPIs）并建立自动化告警系统，将架构的健康状况实时反馈给开发团队。第9章：架构的治理与演进架构并非一成不变。本章讨论了如何建立一个鼓励持续重构和架构演进的文化和流程。我们分析了“演化式架构”的原则，强调自动化测试（单元、集成、契约测试）作为重构安全网的重要性。最后，我们展望了低代码/无代码平台、Serverless计算对传统架构决策的潜在颠覆性影响，引导读者保持对技术变革的敏感性。本书的特点在于其高度的实践导向性和前沿性，它不仅仅是一本设计模式的参考手册，更是一部在真实高复杂度系统中指导决策的蓝图。通过丰富的图示、代码示例（不局限于特定语言，而是展示概念实现）和案例分析，读者将能熟练驾驭复杂系统的设计与实现。