From Semantics to Computer Science pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Bertot, Yves (EDT)/ Huet, Gerard (EDT)/ Levy, Jean-Jacques (EDT)/ Plotkin, Gordon (EDT)

出品人:

页数:594

译者:

出版时间:2009-10-30

价格:USD 140.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521518253

丛书系列:

图书标签:

语义学
计算机科学
形式语言
计算理论
程序设计语言
逻辑学
可计算性
自动机理论
类型论
lambda演算

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具体描述

Gilles Kahn was one of the most influential figures in the development of computer science and information technology, not only in Europe but throughout the world. This volume of articles by several leading computer scientists serves as a fitting memorial to Kahn's achievements and reflects the broad range of subjects to which he contributed through his scientific research and his work at INRIA, the French National Institute for Research in Computer Science and Control. The authors also reflect upon the future of computing: how it will develop as a subject in itself and how it will affect other disciplines, from biology and medical informatics, to web and networks in general. Its breadth of coverage, topicality, originality and depth of contribution, make this book a stimulating read for all those interested in the future development of information technology.

《代码的深层对话：从语言的本质到计算的基石》本书并非一本直接讲述“从语义学到计算机科学”的教科书。相反，它是一次深入的探索，旨在揭示语言的抽象结构如何与计算的逻辑基石产生深刻的共鸣，以及这种跨越学科的联系如何塑造了我们理解和构建数字世界的思维方式。我们将循着一条非线性的路径，从语言本身的丰富内涵出发，逐步触及支撑计算机科学的那些最核心、最令人着迷的概念。我们首先会审视语言的本质。语言不仅仅是词语的堆砌，它是一种意义的载体，一种思维的工具。我们会探讨意义是如何产生的？词语、句子、语篇之间是如何构建意义网络的？这其中涉及到的指称（reference）、内涵（sense）、真值条件（truth conditions）等概念，看似属于哲学和语言学领域，但它们揭示了信息如何被编码、传递和理解的基本原理。当我们思考“猫坐在垫子上”这句话时，我们不仅仅识别出“猫”、“坐”、“垫子”这些词汇，我们更是在脑海中构建了一个真实或想象中的场景，并赋予其特定的意义。这种意义的构建过程，正是信息处理的雏形。接着，我们将把目光转向形式语言（formal languages）和它们的句法（syntax）。与自然语言的模糊性和灵活性不同，形式语言拥有严格的规则，不允许二义性。我们熟悉的数学符号、逻辑表达式，以及计算机编程语言，都是形式语言的典范。我们将深入了解上下文无关文法（context-free grammars）这类强大的工具，它们能够精确地描述一个语言的结构规则，从而解析和生成合法的句子。理解文法的生成能力，就如同理解了机器能够“理解”和“执行”指令的语言基础。例如，一个简单的算术表达式，如 `(2 + 3) 5`，它的结构可以通过一个文法清晰地定义，这正是编译器解析代码的起点。从句法走向语义，我们将探讨形式语言的意义如何被精确定义。这便是形式语义学（formal semantics）的核心。在这里，我们不再依赖模糊的直觉，而是利用数学工具来刻画意义。最著名的形式语义学理论之一是模型论（model theory），它将语言的真值与一个“世界”或“模型”联系起来。一个命题的意义，就是它在所有可能模型下的真值条件。这一概念对于计算机科学至关重要。当我们编写一个程序时，我们实际上是在定义一组指令，这些指令在特定的计算模型（即计算机硬件和操作系统）上执行时，会产生预期的结果。程序的“正确性”也就意味着它在所有可能的输入和执行路径下，都能满足预设的语义条件。函数式编程（functional programming）是这种形式化思维在计算机科学中应用的绝佳例证。在函数式编程范式中，程序被看作是数学函数的组合。函数没有副作用，输入相同，输出必相同。这与数学中的函数概念高度一致，也极大地简化了程序的推理和验证。我们将探讨 lambda 演算（lambda calculus）这一理论模型，它为函数式编程提供了坚实的理论基础，并揭示了计算的本质——即通过函数应用的组合来模拟一切可计算的过程。类型系统（type systems）是另一种体现形式化语义思想的关键概念。在编程语言中，类型限制了数据的解释方式和允许的操作。例如，一个整数类型不能被当作字符串处理。类型系统保证了程序的一致性，防止了许多潜在的运行时错误。它就像是为语言中的每个“词汇”赋予了特定的“含义”和“用法规范”，确保了代码的健壮性。我们将会看到，类型论（type theory）如何与逻辑学紧密相连，并为证明程序的正确性提供强大的工具。递归（recursion）作为一种强大的定义和计算机制，也与语言和逻辑有着深刻的联系。许多自然语言现象，如嵌套的从句，都展现出递归的结构。在计算机科学中，递归函数和递归数据结构是解决复杂问题的基础。理解递归，意味着理解了如何通过定义一个问题与其自身的简化版本之间的关系，来构建复杂的解决方案。最后，我们将目光投向计算理论（computational theory）的基石，如图灵机（Turing machines）和可计算性（computability）。图灵机是一个抽象的计算模型，它能够模拟任何算法的计算过程。它所定义的“可计算”概念，为我们划定了计算机能力的基本边界。这些理论深刻地揭示了，即使是最强大的计算机，其能力也是基于一套精确定义的、形式化的规则。本书的旅程并非是从零开始，而是旨在搭建一座桥梁，连接语言的意义之河与计算的逻辑之海。它将激发读者以一种更深刻、更具洞察力的方式去理解代码的构造，算法的逻辑，以及计算机科学这门学科的内在美学。最终，我们希望读者能够体会到，那些看似抽象的语言学和逻辑学概念，正是孕育和支撑起我们今天所熟知的数字世界的真正基石。