严密系统设计――方法、趋势与挑战
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作者Joseph Sifakis （约瑟夫？希发基思）
出版社电子工业
ISBN9787121467653
出版时间2023-12
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定价79元
货号31928635
上书时间2024-06-07
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作者简介
约瑟夫？希发基思(JosephSifakis),法国和希腊双重国籍，国际知名计算机科学家，2007年“图灵奖”获得者，法国Verimag实验室创始人兼荣誉主任，南方科技大学杰出访问教授；曾任法国国家科学研究中心研究总监、法国约瑟夫傅里叶大学研究员、瑞士洛桑联邦理工学院教授；2001年获得法国国家科学研究中心银质奖章，2008年当选法国工程院院士和欧洲科学院院士，2010年当选法国科学院院士，2015年当选美国人文和科学院院士，2017年当选美国工程院外籍院士，2019年当选中国科学院外籍院士。希发基思教授是模型检测以及嵌入式系统设计与验证等研究领域的先驱。他在国际上首次提出通过对时序逻辑公式的计值来验证并发系统性质的思想，得到一系列开创性理论成果，包括对含有“可能”和“必然”模态算子的分支时序逻辑的不动点刻画，以及首个面向带时间分支时序逻辑的符号模型检测算法和以该算法为基础的实时系统模型检测工具Kronos。这些工作为模型检测研究领域的创立和发展奠定了理论基础。当前，模型检测已成为分析、验证并发系统性质的最重要的技术，成功应用于计算机硬件、软件、通信协议、安全认证协议等领域。由于对模型检测理论和技术的开创性贡献，他荣获2007年国际计算机届最高奖“图灵奖”。希发基思教授曾担任欧盟“卓越网络”ARTIST嵌入式系统研究联盟的科学协调人，负责协调欧洲35个实时与混成系统领域研究小组的工作。在此期间，他极力推动欧盟与中国在该领域的合作。在他领导下，该研究联盟从2006年至2011年在中国举办了6届嵌入式系统设计讲习班，使用欧盟经费，邀请国际上嵌入式系统领域的知名专家为国内研究生和青年学者讲课，极大促进了中国在该领域的人才培养和学科发展。 王强博士中国人民解放军军事科学院副研究员，本科及硕士毕业于国防科技大学，博士师从JosephSifakis教授，毕业于瑞士洛桑联邦理工学院，承担国家及省部级项目多项，发表学术论文20余篇，主要从事安全关键系统形式化建模与验证、基于模型的系统设计方法等领域研究。张继勇博士杭州电子科技大学特聘教授，国家级人才专家，先后在清华大学获得计算机科学专业学士和硕士学位，博士毕业于瑞士洛桑联邦理工学院，长期从事云计算、机器学习、数据科学和推荐系统等领域研究。
目录
目 录
第1章 引言1
1.1 系统设计的概念2
1.2 系统的演变过程6
1.3 传统的系统设计方法12
1.3.1 “V-模型”方法的设计流程13
1.3.2 “V-模型”方法的假设条件17
1.4 本书组织结构19
参考文献21
第2章 系统设计的正确性和复杂性23
2.1 正确性内涵24
2.1.1 可信性25
2.1.2 关键等级31
2.2 复杂性挑战36
2.2.1 设计复杂性37
2.2.2 模型复杂性39
参考文献44
第3章 严密系统设计方法46
3.1 基本思想47
3.2 关注点分离50
3.2.1 从需求到应用软件52
3.2.2 从应用软件到软硬件融合系统56
3.3 基于组件的设计59
3.3.1 基本原则59
3.3.2 组件框架61
3.4 语义连贯的设计65
3.5 “构造即正确”的设计70
3.5.1 基本原理70
3.5.2 水平正确性73
3.5.3 垂直正确性76
3.6 实践讨论78
参考文献81
第4章 基于 BIP 的系统设计框架86
4.1 BIP框架介绍87
4.2 BIP语言92
4.2.1 原子组件93
4.2.2 连接器98
4.2.3 优先级103
4.2.4 复合组件104
4.3 BIP编译器与引擎108
4.3.1 BIP操作语义108
4.3.2 BIP编译器111
4.3.3 BIP引擎112
4.4 案例：Dala自主机器人114
4.4.1 自主机器人功能需求建模114
4.4.2 基于模型的代码生成120
4.4.3 形式化验证121
参考文献123
第5章 自主系统的设计方法126
5.1 自主系统的内涵127
5.1.1 自主系统的功能架构127
5.1.2 自主系统的目标管理130
5.1.3 自主系统与自动化系统133
5.1.4 自主系统的混合设计137
5.2 自主系统的测试139
5.2.1 测试的基本原理141
5.2.2 基于仿真的测试144
5.3 知识的生成与应用147
5.3.1 知识的类型148
5.3.2 知识的生成150
5.4 自主系统的可信性评估155
参考文献160
第6章 自主系统的智能测试164
6.1 智能的内涵165
6.1.1 自主系统的视角165
6.1.2 人类智能的视角167
6.2 智能测试方法170
6.2.1 替换测试的概念171
6.2.2 通用测试框架174
6.3 智能测试的适用性179
参考文献183
第7章 系统设计的挑战与展望189
参考文献195
内容摘要
本书提出了一种基于形式化模型的严密的系统设计方法，详细阐述了严密系统设计方法的基本原理，介绍了严密系统设计框架BIP（Behavior,Interaction,Priority）的建模语言、形式语义及其工具链。自主系统作为人工智能技术应用落地的重要形态，讨论了自主系统设计的趋势和挑战，阐述了一种集成模型驱动方法与数据驱动方法的思路，并提出了一种新的基于替换测试的智能测试方法，用以判断自主系统在完成多种不同类型任务方面的智能水平。
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