新書推薦：
《
近三十年新中国史研究前沿问题
》
售價：HK$
107.8
《
中国社会各阶层分析
》
售價：HK$
96.8
《
纯粹·破壁与神游
》
售價：HK$
90.2
《
春秋大义：中国传统语境下的皇权与学术（新版）
》
售價：HK$
96.8
《
女人们的谈话（奥斯卡金像奖最佳影片提名、最佳改编剧本奖 原著！）
》
售價：HK$
61.6
《
忧郁的秩序：亚洲移民与边境管控的全球化（共域世界史）
》
售價：HK$
140.8
《
一周一堂经济学课：为了更好地理解这个世界
》
售價：HK$
107.8
《
慢性胃炎的中医研究 胃
》
售價：HK$
657.8
|
| 內容簡介： |
|
本书从CPS的视角，围绕嵌入式系统的建模、设计和分析三方面，深入浅出地介绍了设计和实现CPS的整体过程及各个阶段的细节，重点是论述系统模型与系统实现的关系，以及软件和硬件与物理环境的相互作用。第2版增加了两章，第7章覆盖传感器和作动器，强调建模；第17章给出嵌入式系统的安全和隐私方面的基本内容。
|
| 關於作者： |
爱德华·阿什福德·李（Edward Ashford Lee） 加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学系（EECS）罗伯特·S.佩珀（Robert S. Pepper）杰出教授；研究兴趣集中于嵌入式实时计算系统的设计、建模与分析，曾任加州大学伯克利分校电子工程（EE）分部以及电子工程与计算机科学系主任。1979年获得耶鲁大学计算机科学学士学位，1981年获得麻省理工学院（MIT）电气工程与计算机科学硕士学位，1986年获得加州大学伯克利分校电气工程与计算机科学博士学位。1979年至1982年期间，曾在位于新泽西州霍姆德尔的贝尔实验室任职。他是伯克利设计技术股份有限公司（BDTI）的联合创始人、IEEE会士（IEEE Fellow）、美国国家科学基金会总统青年科学家，并于1997年获得美国工程教育学会的弗雷德里克·埃蒙斯·特曼奖。
桑吉特·阿伦库马尔·塞希阿（Sanjit Arunkumar Seshia） 加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学系教授；研究兴趣集中于可信计算、计算逻辑和形式化方法及其在嵌入式系统、计算机安全、电子设计自动化以及合成生物学等领域问题中的应用；于印度理工学院孟买分校获得计算机科学与工程学士学位，于卡内基-梅隆大学（CMU）获得计算机科学硕士和博士学位。他曾获美国青年科学家与工程师总统奖（PECASE）、艾尔弗雷德·P.斯隆研究奖，以及卡内基-梅隆大学计算机科学学院杰出学位论文奖。
|
| 目錄：
|
出版者的话
译者序
前言
第1章 绪论1
1.1 应用1
1.2 启发式示例4
1.3 设计过程5
1.3.1 建模7
1.3.2 设计8
1.3.3 分析8
1.4 小结9
第一部分 动态行为建模
第2章 连续动态12
2.1 牛顿力学12
2.2 参元模型15
2.3 系统特性17
2.3.1 因果系统17
2.3.2 无记忆系统18
2.3.3 线性与时不变性18
2.3.4 稳定性19
2.4 反馈控制19
2.5 小结22
习题23
第3章 离散动态25
3.1 离散系统25
3.2 状态的概念28
3.3 有限状态机28
3.3.1 迁移29
3.3.2 响应31
3.3.3 更新函数32
3.3.4 确定性与接受性34
3.4 扩展状态机35
3.5 非确定性37
3.5.1 形式化模型38
3.5.2 非确定性的用途39
3.6 行为与轨迹39
3.7 小结41
习题41
第4章 混合系统45
4.1 模态模型45
4.1.1 状态机的参元模型45
4.1.2 连续输入45
4.1.3 状态精化46
4.2 混合系统分类47
4.2.1 时间自动机47
4.2.2 高阶动态性49
4.2.3 监督控制53
4.3 小结56
习题57
第5章 状态机组合61
5.1 并发组合62
5.1.1 平行同步组合63
5.1.2 平行异步组合64
5.1.3 共享变量66
5.1.4 级联组合68
5.1.5 通用组合70
5.2 分层状态机70
5.3 小结72
习题72
第6章 并发计算模型75
6.1 模型的结构75
6.2 同步响应模型77
6.2.1 反馈模型78
6.2.2 形式非良好模型与形式良好模型79
6.2.3 推定一个不动点80
6.3 数据流计算模型81
6.3.1 数据流原理82
6.3.2 同步数据流84
6.3.3 动态数据流86
6.3.4 结构化数据流87
6.3.5 进程网络88
6.4 时间计算模型89
6.4.1 时间触发模型89
6.4.2 离散事件系统92
6.4.3 时间连续系统93
6.5 小结95
习题95
第二部分 嵌入式系统设计
第7章 传感器与执行器100
7.1 传感器与执行器模型101
7.1.1 线性与仿射模型101
7.1.2 量程101
7.1.3 动态量程102
7.1.4 量化102
7.1.5 噪声104
7.1.6 采样105
7.1.7 谐波失真107
7.1.8 信号调理108
7.2 一些常用传感器109
7.2.1 测量倾斜度与加速度109
7.2.2 测量位置和速度110
7.2.3 测量旋转111
7.2.4 测量声音111
7.2.5 其他传感器111
7.3 执行器112
7.3.1 发光二极管112
7.3.2 电机控制112
7.4 小结115
习题115
第8章 嵌入式处理器117
8.1 处理器类型117
8.1.1 微控制器117
8.1.2 DSP处理器119
8.1.3 图形处理器123
8.2 并行机制123
8.2.1 并行与并发123
8.2.2 流水线125
8.2.3 指令级并行127
8.2.4 多核体系结构132
8.3 小结132
习题132
第9章 存储器体系结构134
9.1 存储器技术134
9.1.1 RAM134
9.1.2 非易失性存储器135
9.2 存储器分级体系135
9.2.1 存储器映射136
9.2.2 寄存器文件137
9.2.3 暂存器与高速缓存138
9.3 存储器模型140
9.3.1 存储器地址140
9.3.2 栈141
9.3.3 存储器保护单元142
9.3.4 动态内存分配142
9.3.5 C程序的存储模型143
9.4 小结143
习题144
第10章 输入与输出146
10.1 IO硬件146
10.1.1 脉冲宽度调制147
10.1.2 通用数字IO147
10.1.3 串行接口149
10.1.4 并行接口151
10.1.5 总线151
10.2 并发世界中的顺序软件152
10.2.1 中断与异常152
10.2.2 原子性154
10.2.3 中断控制器155
10.2.4 中断建模155
10.3 小结158
习题158
第11章 多任务机制163
11.1 命令式程序163
11.2 线程166
11.2.1 创建线程166
11.2.2 实现线程168
11.2.3 互斥169
11.2.4 死锁171
11.2.5 内存一致性模型172
11.2.6 多线程机制带来的问题173
11.3 进程与消息传递174
11.4 小结177
习题178
第12章 调度机制181
12.1 调度基础181
12.1.1 调度决策181
12.1.2 任务模型182
12.1.3 调度器比较184
12.1.4 调度器的实现184
12.2 单调速率调度185
12.3 最早截止期优先调度187
12.4 调度与互斥190
12.4.1 优先级翻转190
12.4.2 优先级继承协议191
12.4.3 优先级天花板协议192
12.5 多处理器调度193
12.6 小结195
习题196
第三部分 分析与验证
第13章 不变量与时态逻辑200
13.1 不变量200
13.2 线性时态逻辑201
13.2.1 命题逻辑公式202
13.2.2 线性时态逻辑公式203
13.2.3 运用线性时态逻辑公式205
13.3 小结206
习题207
第14章 等价与精化209
14.1 规格模型209
14.2 类型等价与精化209
14.3 语言等价与包含211
14.4 模拟215
14.4.1 模拟关系216
14.4.2 形式化模型217
14.4.3 传递性217
14.4.4 模拟关系的非唯一性218
14.4.5 模拟与语言包含的对比218
14.5 互模拟
|
| 內容試閱：
|
本书内容
计算机及软件最常见的用途是在人类消费及日常活动中进行信息处理，我们使用它们来撰写书籍（就像本书）、在互联网上查询信息、通过电子邮件进行通信，以及记录金融数据等。然而，生活中绝大多数的“计算机”并不可见。它们控制汽车的引擎、刹车、安全带、安全气囊以及音频系统；它们将你的声音进行数字编码，进而转换为无线电信号并从你的手机发送到基站；它们控制着微波炉、冰箱以及洗碗机；它们驱动从桌面喷墨打印机到工业大容量打印机等各式打印设备；它们控制工厂车间的机器人、电厂的发电机、化学工厂的生产过程以及城市的交通灯；它们在生物样本中检测细菌，构建人体内部的图像并评估生命体征；它们从太空的无线电信号中寻找超新星及地外智慧生物；它们给予玩具“生命”，使其可以与人进行触觉、听觉的交互；它们控制飞行器及火车，等等。这些“隐蔽”的计算机被称为嵌入式系统（Embedded System），其中所运行的软件则被称为嵌入式软件（Embedded Software）。
尽管嵌入式系统已广泛地存在和应用，但计算机科学在其相对较短的发展历程中仍以信息处理为核心。直到近些年，嵌入式系统才得到研究者越来越多的关注。同样，也是直到近些年，本领域的研究者和机构才日益意识到设计和分析这些系统需要不同的工程技术。尽管嵌入式系统自20世纪70年代就被应用，但这些系统更多时候是被简单地看作小型计算机系统，如何应对资源受限（处理能力、能源、存储空间受限等）是其核心工程问题。由此，设计优化就成为嵌入式系统的工程挑战。由于所有设计都会从优化过程中受益，因此，嵌入式系统学科也就与计算机科学的其他学科没什么区别，只是要求我们更加积极地应用这些共性优化技术。
近来，研究者已经认识到嵌入式系统的主要挑战源自于其与物理进程的交互，而并非资源的限制。美国国家科学基金会（NSF）的项目主管Helen Gill率先提出了“信息物理融合系统”（Cyber-Physical System，CPS）这一概念，以强调计算进程与物理进程的集成。在信息物理融合系统中，嵌入式计算机与网络对物理进程进行监测和控制，且物理进程与计算之间存在着相互影响的反馈环路。为此，该类系统的设计就需要充分理解计算机、软件、网络以及物理进程之间相互关联的动态特性。研究关联的动态特性就使得嵌入式系统有别于其他学科。
在研究CPS的过程中，所谓的通用计算很少涉及的一些关键问题就开始浮现出来。例如，通用软件中，任务执行时间是一个性能指标，而不是正确性指标。过长的任务执行时间并不会引入错误，仅会导致不太方便，也因此价值较低。但对于CPS而言，任务执行时间可能对整个系统的功能正确性非常关键。这是因为，相对于信息世界，物理世界中的时间流逝是无法挽回的。
而且，CPS中很多事件都是同时发生的。物理进程通常由这样一组同时发生的事件所构成，这明显有别于顺序化的软件执行过程。Abelson等（1996）将计算机科学描述为“程序化认识论”，认为这是关于程序的知识。相比较而言，物理世界中的进程很少是顺序化的，而是由诸多并行进程所构成。那么，通过设计影响这些进程的一组动作来评估和控制其动态特性就成为嵌入式系统设计的首要任务。所以，并发性才是CPS的本质，在设计和分析嵌入式软件中存在的诸多技术挑战也都源自于桥接和弥合固有顺序化语义与并发性物理世界的需要。
写作动机
软件与物理世界交互的机制正在发生着快速变化。今天，整个趋势正朝着“智能化”传感器和执行器（或作动器）的方向发展，这些组件搭载了微处理器、网络接口以及可以远程访问传感器数据并激活执行器的软件。无论现在是被称作物联网（IoT）、工业4.0、工业互联网、机器通信（M2M），还是万物互联、智慧地球、万亿传感器（Trillion Sensor）世界、雾计算（Fog，类似于云计算，但更近于地面）等，其发展前景实际上都是深度连接信息世界与物理世界的技术。在物联网领域中，这些“世界”之间的接口都是从信息技术特别是网络技术中获取灵感并演化而来。
物联网接口是非常方便的，但仍然不适合这两个不同世界之间的紧密交互，对于实时控制及安全攸关系统尤其如此。紧密交互仍然要求综合且复杂的底层设计技术。嵌入式软件设计人员被迫投入更多精力来关注中断控制器、内存架构、汇编级编程（以利用特定指令或者精确地控制时序）、设备驱动设计、网络接口以及调度策略等问题，而不是聚焦于具体想要实现的行为。
这些技术（无论顶层还是底层）的庞大体系及复杂度促使我们开设如何掌握这些技术的导论性课程。但是，一门更好的导论课程应该关注如何对软件、网络及物理进程的关联动态特性进行建模和设计，且该类课程仅介绍现今（而不是早期）达成这一目标的技术。本书就是我们针对该类课程所撰写的。
关于嵌入式系统的技术资料大部分都关注使计算机与物理系统实现交互的技术集合（Barr and Massa, 2006; Berger, 2002; Burns and Wellings, 2001; Kamal, 2008; Noergaard, 2005; Parab et al., 2007; Simon, 2006; Valvano, 2007; Wolf, 2000）。其他一些则关注采用计算机科学技术（如编程语言、操作系统、网络等）来处理嵌入式系
|
|
購物車/收銀台(0) | 在線留言板
| 付款方式
| 運費計算
| 聯絡我們
| 幫助中心 |
加入書簽
HOME
新書上架
