计算机系统的自主设计

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出版者:
作者:赵刚
出品人:
页数:445
译者:
出版时间:2011-10
价格:59.00元
装帧:
isbn号码:9787121145537
丛书系列:
图书标签:
  • 编程
  • FPGA
  • 计算机系统
  • 自主设计
  • 体系结构
  • 数字逻辑
  • 嵌入式系统
  • 硬件设计
  • 软件工程
  • 系统设计
  • 计算机工程
  • 底层原理
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具体描述

计算机系统分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统,计算机的大量普及,极大地推动了人类社会的进步。但是,您是否觉得计算机系统的设计神秘至极?赵刚等著的《计算机系统的自主设计(附光盘)》将为您打开计算机系统设计的神秘之门,教您如何去设计满足自己需求的计算机系统。

《计算机系统的自主设计(附光盘)》的重点是讲解计算机系统自主设计的方法,共分为四篇,全书以一个全部软硬件均自主定义与设计的教学用计算机系统的实现过程为主线,详细地介绍了自定义指令系统、CPU芯片、汇编语言、高级语言、编辑器、汇编器、编译器、链接器、编程器,以及计算机系统的完整开发流程,试图让读者将往日所学到的零碎、割裂的知识通过书中的实例予以串联整合,使读者对计算机系统的本质得以深入理解。

本书特别适合IT领域或非IT领域的广大计算机爱好者阅读,读者群覆盖高中生、本科生、硕士生和博士生,可作为高校或职业学校的课程教材,也可作为研究院所和企事业单位的培训教材。

复杂系统建模与仿真方法学 内容简介 本书深入探讨了复杂系统建模与仿真领域的前沿理论、核心技术与实际应用,旨在为工程师、研究人员以及高级学生提供一个全面、深入且具有实践指导意义的知识体系。系统科学的核心在于理解和预测那些由大量相互作用的组件构成的现象,例如生态系统、交通网络、社会经济活动乃至生物分子机器的运作机制。本书的重点在于如何将抽象的系统行为转化为可计算、可分析的数学或计算模型,并利用仿真技术来探究系统在不同条件下的动态演化规律。 第一部分:复杂系统基础与建模范式 第一章:复杂系统的本质与结构 本章首先界定了“复杂系统”的内涵,区分其与简单、复杂(Complicated)系统的本质差异,强调非线性、涌现性、自组织和鲁棒性等关键特征。我们讨论了复杂系统中普遍存在的层级结构、反馈回路和时空关联性。内容涵盖了网络科学的基础概念,如拓扑结构、中心性度量(度中心性、介数中心性、接近中心性)以及小世界效应和无标度律等网络拓扑属性,这些属性是理解信息流、疾病传播或故障传播路径的关键。 第二章:数学建模的基石 本章聚焦于构建复杂系统模型的数学工具箱。我们详细阐述了常微分方程(ODE)和偏微分方程(PDE)在描述连续、确定性系统动态方面的应用,包括Lotka-Volterra捕食者-猎物模型作为非线性动力学的基础案例。随后,本书引入了随机过程,特别是马尔可夫链和泊松过程,用以处理系统中的不确定性和随机事件。重点解析了随机微分方程(SDE)在金融建模和布朗运动模拟中的地位,强调其在捕捉系统噪声影响下的行为时的优越性。 第三章:离散系统建模范式——元胞自动机与有限状态机 为了处理空间离散或状态离散的系统,本章深入介绍元胞自动机(CA)。通过著名的康威生命游戏、交通流模型(如Nagel-Schreckenberg模型)的构建与分析,展示CA如何通过局部规则产生全局的、复杂的结构和模式。此外,我们探讨了有限状态机(FSM)及其扩展形式(如Petri网),它们在描述系统的工作流、协议验证和并发控制中的应用,特别是在软件工程和离散事件系统分析中的重要性。 第二部分:仿真技术与验证评估 第四章:事件驱动与基于主体的仿真(DES与ABM) 仿真技术是理解复杂系统的核心手段。本章系统地介绍了离散事件仿真(DES)的原理,包括事件调度、状态管理和时间推进机制,并以排队论(Queuing Theory)的应用为例,指导读者如何构建高效的DES模型。紧接着,本书将大量篇幅用于介绍基于主体的建模与仿真(ABM)。ABM强调个体行为的显式化,这是研究社会现象、市场行为和群体动力学的强大工具。我们详细讨论了主体(Agent)的属性、行为规则、环境交互以及群体层面的宏观结果是如何“涌现”出来的。 第五章:混合动力系统与多尺度建模 许多现实世界的复杂系统同时包含连续动态和离散事件。本章讲解了混合动力系统(Hybrid Systems)的建模框架,旨在统一处理这两种类型的动态变化。更具挑战性的是多尺度问题,例如从分子层面到器官层面的生物系统。我们介绍了多尺度建模的耦合策略,包括单向信息流、双向耦合以及尺度的映射技术,确保不同层次模型的相互作用在数学上是自洽的。 第六章:仿真结果的统计分析与模型验证 一个成功的仿真不仅依赖于模型的准确性,更依赖于对仿真结果的科学评估。本章详细阐述了仿真输出数据的统计特征分析,包括均值、方差、置信区间估计。重点讲解了稳态分析、瞬态去除的策略。至关重要的是模型的验证与确认(Verification and Validation, V&V)。我们区分了模型本身的数学正确性(验证)和模型与真实世界现象的一致性(确认),介绍了如灵敏度分析、参数校准和历史数据拟合等关键技术。 第三部分:高级主题与新兴应用 第七章:数据驱动的建模方法 在数据爆炸的时代,纯粹的理论建模面临局限。本章探讨了如何将数据科学技术融入系统建模。内容包括基于历史观测数据进行模型结构识别的系统辨识理论。我们介绍了机器学习方法在参数估计中的应用,如使用神经网络或支持向量机来近似复杂系统的非线性传递函数。特别关注了“因果推断”在复杂系统中识别关键驱动因素中的作用,以区分相关性与真正的因果关系。 第八章:复杂网络上的动力学传播 本章将网络结构与动力学过程相结合,研究信息、疾病或意见如何在网络上传播。我们深入分析了SIS、SIR等传染病模型在不同网络拓扑结构(如随机网络、无标度网络)上的传播阈值和最终规模。此外,还探讨了同步现象,即网络中振荡单元(如神经元、激光器)如何相互协调,这是理解生物节律和分布式控制系统的关键。 第九章:面向实践的仿真工具与案例研究 本书的最后一部分提供了对当前主流仿真软件和编程环境的概述,指导读者如何将理论付诸实践。我们分析了诸如AnyLogic、NetLogo、MATLAB/Simulink等工具在处理不同类型复杂系统时的适用性。通过多个行业的深度案例研究——例如城市交通系统的拥堵模式分析、供应链风险的动态评估以及智能电网的韧性分析——展示了如何将前述建模、仿真和分析技术整合,以解决现实世界中具有高度不确定性和强相互依赖性的问题,从而提升决策制定的科学性和前瞻性。 本书的结构力求逻辑清晰,从基础理论到高级应用层层递进,旨在培养读者对复杂系统进行系统化思考和量化分析的能力。

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读后感

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用户评价

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我拿到这本书时,正值我对软件工程和系统架构感到有些瓶颈的时期。市面上充斥着大量的“如何构建XXX系统”的书籍,但它们大多是基于现有的框架和设计模式,对于“从零开始,甚至超越现有模式”的设计理念,我总觉得缺少一些更深层的东西。‘计算机系统的自主设计’这个书名,恰恰击中了我的痛点。我希望这本书能给我带来一种全新的视角,让我不再局限于已有的知识体系,而是能够跳出框架,去思考更本质的问题。我尤其对“自主设计”这个概念非常感兴趣,它意味着什么?是机器自己能够理解需求,然后生成代码?还是说,在更宏观的层面,机器能够识别出当前系统存在的瓶颈,并自行提出并实现改进方案?这本书会不会探讨一些关于“创造力”在计算机系统设计中的作用?我一直认为,设计不仅仅是逻辑的堆砌,更需要某种程度的灵感和创新。如果一个系统能够自主设计,那么它是否也拥有了某种形式的“创造力”?书中会不会深入探讨一些支撑这种自主设计的理论基础,比如演化计算、基因算法,或者一些更前沿的机器学习方法?我希望书中能够提供一些数学模型或者算法示例,让我能够更具体地理解这些概念。同时,我也很好奇,这本书会如何平衡理论与实践?是否会提供一些指导性的原则,让开发者能够将这些自主设计的理念应用到实际的项目中?我非常期待看到书中关于系统可伸缩性、鲁棒性和适应性的讨论,因为在复杂多变的现代IT环境中,这些品质至关重要。如果一个系统能够自主设计,它是否能更有效地应对流量激增、硬件故障等突发情况,并在此过程中不断优化自身?

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这本书的书名,我第一次看到就觉得它充满了哲学意味和技术深度——《计算机系统的自主设计》。我一直以来都对人工智能的极限感到好奇,而“自主设计”似乎是人工智能发展的一个终极目标,因为它暗示着机器不再仅仅是执行者,而是创造者。我希望这本书能够深入探讨,当一个计算机系统能够“自主设计”时,它与人类设计师的角色有何区别?它是否能够突破人类的认知局限,发现我们从未设想过的设计方案?我尤其对书中会如何解释“自主”的实现机制感到好奇。例如,是否会涉及一些关于“元认知”或者“高阶思维”的理论,来解释系统如何理解设计过程本身,并对其进行优化?是否会介绍一些关于“生成式人工智能”在系统设计领域的最新进展?我对书中关于“创造力”的探讨也充满了期待。一个能够自主设计的系统,是否也拥有了某种形式的“创造力”?它如何衡量和评估自己设计的“好坏”?我希望能够从这本书中获得关于未来计算机系统如何自我迭代、自我完善的深刻理解,并且希望它能为我打开一扇通往更智能、更具活力的计算未来的大门。

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我拿到这本书时,脑海中关于“黑箱”的疑问更加深刻了。市面上的很多系统,尤其是那些复杂的AI系统,我们常常只能看到它们的输入和输出,而其内部的运作机制,对于大多数人来说,都像是一个难以理解的黑箱。《计算机系统的自主设计》这个书名,立刻吸引了我,因为它似乎承诺要揭开这个黑箱,甚至让我们能够掌握设计这个黑箱的权力。我希望这本书能够深入探讨“自主”的本质,它是否意味着系统能够摆脱预设的模板,像生物一样,根据环境的刺激和内在的需求,动态地生成和优化自身的结构?我尤其好奇,书中是否会涉及一些关于“自组织”和“自适应”的原理,来解释计算机系统是如何在没有指令的情况下,自动地组织起自身的组件,并根据变化的环境调整其行为。我希望能够从书中找到一些关于如何赋予系统“学习设计”的能力的途径。例如,它是否能够通过分析海量的设计案例,从中提炼出通用的设计原则?它是否能够通过模拟实验,来探索新的设计空间?我对书中关于“可解释性”的讨论也充满了期待。如果一个系统能够自主设计,那么它是否也能够解释其设计决策的过程?这对于我们理解和信任这些系统至关重要。我希望这本书能够提供一些关于如何构建透明、可控的自主设计系统的思路,让我能够更好地理解并驾驭未来更加智能化的计算机世界。

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这本书的书名,我第一次看到的时候,就充满了好奇。 ‘计算机系统的自主设计’,这个标题本身就散发出一种未来科技的神秘感和强大的掌控力。我一直以来都对计算机的底层运作原理非常着迷,但往往被各种晦涩的技术术语和复杂的抽象概念所困扰。我常常幻想,如果有一天,我们不再只是被动地使用计算机,而是能够真正地‘设计’它们,甚至让它们‘自主’地发展和演进,那将是多么令人激动的一件事情。我拿到这本书的时候,迫不及待地翻开,希望能找到一些突破性的理论,或者至少是能够启发我思考的角度。我对书中关于“自主”的定义充满了期待,是人工智能的自我学习和优化?还是某种更深层次的、能够超越人类预设的创造性?我希望书中能够提供清晰的逻辑框架,将那些看似遥不可及的概念具象化,让我能够理解其中的技术可行性和潜在的应用场景。例如,我一直在思考,如果一个计算机系统能够自主设计,那么它在硬件层面会有怎样的突破?是否能够实现自我修复,甚至自我升级?在软件层面,它又会如何定义和实现“最优”?是否会开发出我们目前无法想象的算法?这本书会不会涉及一些前沿的模拟技术,来验证这些自主设计的概念?我很想知道,书中会不会提到一些具体的案例,哪怕是理论上的,来展示这种自主设计的可能性。比如,一个自主设计的系统,能否在面临未知挑战时,自行调整其结构和功能,以应对突发状况?又或者,它能否根据环境变化,动态地优化自身的资源分配,达到前所未有的效率?我更关心的是,这本书是否会触及到这种自主设计所带来的伦理和社会问题?毕竟,当机器拥有了自主设计的权力,我们人类的角色又将如何定位?这些都是我非常期待在书中找到答案的问题。

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我拿到这本书的时候,就被它那个充满未来感的书名所吸引——《计算机系统的自主设计》。我一直认为,当前我们对于计算机系统的设计,很大程度上还是受限于人类的思维模式和已知框架。而“自主设计”这个概念,则意味着一种超越,一种能够让计算机系统自己去探索和创造设计可能性的能力。我希望这本书能够深入探讨,计算机系统要实现“自主设计”,究竟需要具备哪些关键的能力?例如,它是否需要拥有某种形式的“自我意识”或“自我感知”,来理解自身在环境中的位置和角色?它是否需要具备“抽象思维”和“推理能力”,来理解复杂的需求,并将其转化为具体的系统架构?我尤其好奇,书中是否会提供一些关于“进化式设计”或者“模拟驱动设计”的框架,来解释系统如何通过不断的迭代和优化来完成设计过程?我对书中关于“系统可信度”和“可控性”的讨论也充满了期待。当一个系统能够自主设计时,我们如何确保它的设计是安全、可靠且符合伦理的?我希望能够从这本书中获得一些关于如何构建既强大又值得信赖的自主设计系统的深刻洞见,并且希望能够为未来的技术发展带来一些启发。

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这本书的书名《计算机系统的自主设计》让我眼前一亮。我是一名对人工智能和系统工程都有浓厚兴趣的工程师,一直以来,我都在思考如何让计算机系统变得更加智能和灵活,能够更好地适应不断变化的环境和需求。现有的很多系统设计方法,往往需要人类工程师进行大量的预先规划和配置,而当系统运行过程中出现意料之外的情况时,往往需要人工干预才能解决。我希望这本书能够提供一种全新的设计理念,能够让计算机系统具备一定的“自主性”,能够在没有或极少人工干预的情况下,对自身进行优化、扩展甚至重构。我尤其对“自主设计”的内涵感到好奇。它是否意味着系统能够自我学习、自我进化?它是否能够根据外部环境的变化,动态地调整自身的架构和功能?它是否能够识别出自身存在的缺陷,并主动地进行修复和改进?我希望书中能够深入探讨实现这种自主设计所需的关键技术和理论基础,例如,是否会涉及一些关于元学习(meta-learning)的知识,让系统能够学习如何设计和优化自身?是否会介绍一些分布式系统和并行计算的最新进展,来支持高度并行的自主设计过程?我对书中关于系统可维护性和可扩展性的讨论也充满了期待。一个能够自主设计的系统,是否能够极大地降低后期的维护成本,并使其更容易适应未来的技术发展和业务需求?我希望能够从这本书中获得一些关于如何构建具有自我修复能力、自我优化能力的未来计算机系统的深刻洞察,并且希望书中能提供一些启发性的思路,能够让我将这些理念应用到我的实际工作中。

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我拿到这本书,是因为我一直以来都对“自我演进”和“自我优化”的系统非常感兴趣。《计算机系统的自主设计》这个书名,让我立刻联想到那些能够像生物一样,根据环境变化不断调整自身形态和功能的复杂系统。我希望这本书能够深入解释,计算机系统要实现“自主设计”,究竟需要克服哪些技术上的难关?它是否需要具备某种形式的“自我意识”或者“目标函数”,来引导其设计过程?它是否需要能够从海量的数据中学习,并从中提炼出通用的设计原则?我尤其好奇,书中是否会介绍一些关于“自适应算法”或者“演化架构”的理论,来解释系统如何通过模拟和迭代来构建自身?我对书中关于“系统生命周期”的讨论也充满了期待。一个能够自主设计的系统,它是否能够在其整个生命周期中,不断地进行自我更新和自我优化,以应对不断变化的需求和技术环境?我希望能够从这本书中获得一些关于如何构建具有强大生命力和适应性的未来计算机系统的深刻洞察,并且希望它能为我提供一些关于如何将这些理念应用到实际项目中的实践指导。

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这本书的书名《计算机系统的自主设计》给我一种置身于科幻小说中的感觉,但同时又充满了对现实的挑战。我一直对那些能够“自我学习、自我进化”的系统非常着迷,但对于它们如何实现“设计”这一过程,我感到十分模糊。《计算机系统的自主设计》这本书,似乎承诺要填补我在这方面的知识空白。我希望书中能够深入剖析“自主”的真正含义,它是否意味着系统能够摆脱人类预设的逻辑和规则,按照自身对环境的理解和对目标的追求,来规划和构建自己的运作方式?我尤其好奇,书中是否会探讨关于“元设计”(meta-design)的概念,即系统不仅能够设计其功能,还能够设计其设计过程本身。我希望能够从书中找到一些关于如何实现这种“设计能力的自我提升”的理论和方法。例如,是否会涉及一些关于“算法生成”或者“模型自生成”的先进技术,来解释系统如何“无中生有”地创造出新的设计?我对书中关于“系统鲁棒性”和“抗脆弱性”的讨论也充满了期待。一个能够自主设计的系统,是否能够更好地应对未知和不可预测的挑战,甚至从混乱和失败中学习,变得更加强大?我希望这本书能够为我打开一扇通往未来计算系统设计的新大门,让我能够理解并期待那些能够自我演进、自我创造的智能机器。

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我拿到这本书的时候,脑海中充满了对未来计算机形态的无限遐想。‘计算机系统的自主设计’,这个名字本身就给我一种超越现有范式的感觉。我一直对那些能够自我演进、自我优化的系统充满好奇,尤其是当这些系统不再受限于人类固有的思维模式,能够以一种全新的方式来构架自身的时候。我希望这本书能够揭示一些关于“自主”的深层含义,不仅仅是简单的自动化,而是真正意义上的自我驱动和自我完善。我非常想知道,书中是否会探讨一些关于“意图”和“目标”在自主设计中的作用?一个自主设计的系统,是如何理解并执行人类的宏观意图,并将其转化为具体的系统架构和功能?它是否能够像一个经验丰富的架构师一样,在面对复杂的需求时,能够权衡各种因素,做出最优的设计决策?我希望书中能够提供一些具体的算法或者模型,来解释这种自主设计的机制。例如,是否会涉及一些强化学习的方法,让系统通过与环境的交互来学习如何进行设计?是否会引入一些关于“涌现”的理论,来解释复杂系统如何从简单的规则中产生出意想不到的设计能力?我尤其关心书中关于如何评估和验证自主设计系统的性能和可靠性。当一个系统能够自主地改变自身时,我们如何确保它的行为符合预期,并且不会带来不可控的风险?我希望能够从这本书中获得一些关于未来系统设计方法论的深刻启示,能够帮助我理解并参与到下一代智能系统的构建之中。

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我拿到这本书,是被它那个极具前瞻性的书名所吸引——《计算机系统的自主设计》。作为一名长期关注科技前沿发展的读者,我一直在思考,当人工智能的发展达到一定程度时,它们是否能够摆脱人类的束缚,自主地创造出更强大的技术?这本书似乎触及到了这个核心问题。我非常想知道,书中会如何定义“自主设计”?它是否意味着系统能够根据自身的“理解”和“目标”,来规划、构建和优化自身?它是否能够像一位经验丰富的建筑师,在理解建筑功能和美学需求后,独立完成设计?我希望书中能够深入探讨实现这种自主设计所需要的基础理论和技术支撑。例如,是否会涉及一些关于“计算心智”或“机器意识”的探讨,来解释系统是如何产生“设计意图”的?是否会介绍一些关于“演化计算”和“复杂适应系统”的最新研究成果,来展示系统如何通过模拟和学习来不断优化其设计能力?我尤其对书中关于“设计空间探索”的讨论感到好奇。一个自主设计的系统,是否能够发现我们人类尚未触及的设计可能性,并创造出超越我们想象的技术?我希望能够从这本书中获得关于未来计算架构和设计范式的深刻洞见,并且希望书中能够激发我对于如何构建更智能、更灵活、更具创造力的计算机系统的思考。

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这本书的概念好霸气的呀

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