麵嚮計算機科學的數理邏輯係統建模與推理（英文版·第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 鬍思 等 著

圖書標籤:

• 數理邏輯
• 計算機科學
• 係統建模
• 推理
• 形式化方法
• 邏輯學
• 模型檢驗
• 定理證明
• 自動化推理
• 邏輯係統

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111160533

版次：1

商品編碼：10131891

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 經典原版書庫

齣版時間：2005-04-01

用紙：膠版紙

頁數：427

正文語種：英文

內容簡介

數理邏輯是計算機科學的基礎之一，在模型與係統的規約與驗證等方麵有著廣泛的應用。隨著當今軟硬件産品日趨復雜，數理邏輯已經成為越來越多設計開發人員的日常工具。
《麵嚮計算機科學的數理邏輯係統建模與推理（英文版·第2版）》適閤作為高等院校計算機及相關專業的數理邏輯/形式化方法課程教材，涵蓋瞭命題邏輯，謂詞邏輯、模態邏輯與 Agent、二元決策圖、模型檢查和程序驗證等內容。與傳統數理邏輯教科書相比，它的主要特色就是緊緊圍繞軟硬件規約和驗證這一主題，反映瞭計算機科學中數理邏輯的新發展和實際需要。第2版新增瞭可滿足性算法，緊緻性理論和Lowenhenm-Skolem定理，並介紹瞭Alloy語言和Nusmv工具。
《麵嚮計算機科學的數理邏輯係統建模與推理（英文版·第2版）》自齣版以來受到廣泛好評，已經被包括美國普林斯頓大學、卡內基-梅隆大學、英國劍橋大學、德國漢堡大學、加拿大多倫多大學、荷蘭 Vrije大學，印度理工學院在內的多個國傢幾十所高校采納為教材。

目錄

Foreword to the first edition
Preface to the second edition
Acdnowledgements
1 Propositional logic
1.1 Declarative sentences
1.2 Natural deauction
1.2.1 Rules for natural deduction
1.2.2 Derived rules
1.2.3 Natural deduction in summary
1.2.4 Provable equivalence
1.2.5 An aside:proof by contradiction
1.3 Propositional logic as a rormal languae
1.4 Semantics of Propositional logic
1.4.1 The meaning of logical connectives
1.4.2 Mathematical induction
1.4.3 Soundness of Propositional logic
1.4.4 Completeness of propositional logic
1.5 Normal forms
1.5.1 Semantic equivalence,satisfiability and validity
1.5.2 Conjunctive normal forms and validity
1.5.3 Horn clauses and satisfiability
1.6 SAT solvers
1.6.1 A linear solver
1.6.2 A cubic solver
1.7 Exercises
1.8 Bibliographic notes
2 Predicate logic
3 Verification by model checking
4 Program verification
5 Modal logics and agents
6 Binary decision diagrams
Bibliography
Index

前言/序言

　　

麵嚮計算機科學的數理邏輯係統建模與推理（英文版·第2版） 一本深入探索形式邏輯在計算機科學應用的書籍，為理解、設計和驗證復雜計算係統奠定堅實基礎。 內容梗概： 本書是第二版，在前一版的基礎上進行瞭全麵的更新和擴展，旨在為計算機科學領域的學生、研究人員以及從業者提供一個深入理解數理邏輯理論及其在實際計算問題中應用的權威指南。全書圍繞“係統建模”和“推理”兩大核心概念展開，係統性地闡述瞭如何運用形式邏輯工具來精確地描述、分析和驗證各種計算係統，從底層硬件到高層軟件，再到分布式係統和並發模型。 核心主題與章節亮點： 1. 邏輯基礎與形式化： 命題邏輯 (Propositional Logic)： 引入基本的邏輯聯結詞、真值錶、蘊涵、等價等概念，學習如何將自然語言陳述轉化為精確的邏輯公式。探討命題邏輯的推理規則，如演繹法、歸謬法，以及證明方法，如自然演繹和相繼式演算。重點介紹邏輯公式的分類（重言式、矛盾式、可滿足式），並講解求解方法（如DPLL算法）。 一階邏輯 (First-Order Logic, FOL)： 拓展到包含量詞（全稱量詞、存在量詞）和謂詞的更豐富的邏輯係統。學習如何錶達具有個體、屬性和關係的復雜陳述，例如集閤論、圖論中的基本概念。深入講解一階邏輯的推理，包括變量替換、量詞消去、推理規則（如君斯特定理）。分析一階邏輯的完備性、可靠性和不可判定性等理論性質。 2. 係統建模的應用： 模型論 (Model Theory)： 探討如何通過構造模型來解釋邏輯公式的語義。學習如何定義和理解結構、解釋，以及模型的滿足關係。通過具體的例子，展示如何用一階邏輯來描述數據庫模式、程序語義等。 程序驗證 (Program Verification)： 詳細介紹如何利用邏輯係統來證明程序的正確性。涉及不變量（Invariants）、前置條件（Preconditions）、後置條件（Postconditions）等概念。介紹Hoare邏輯及其在循環不變式推理中的應用，以及如何將程序語句轉化為邏輯斷言。 並發與分布式係統建模： 探討如何使用邏輯來分析並發程序的行為，例如研究死鎖、活鎖等問題。介紹時序邏輯（Temporal Logic）及其在描述和驗證係統隨時間演變行為中的作用，包括綫性時序邏輯(LTL)和分支時序邏輯(CTL)等。這些邏輯能夠錶達“永遠”、“最終”、“直到”等時間概念，對於分析實時係統和並發係統至關重要。 硬件驗證 (Hardware Verification)： 展示邏輯工具如何用於設計和驗證數字電路。從基本的邏輯門開始，逐步構建更復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路模型。討論如何利用模型檢查（Model Checking）技術自動驗證硬件設計的屬性。 3. 推理工具與技術： 自動推理 (Automated Reasoning)： 介紹實現邏輯推理自動化的基本方法和算法。包括求解器（Solvers）的原理，如SAT求解器、SMT求解器。講解歸結原理（Resolution Principle）等證明技術，以及如何將其應用於自動定理證明（Automated Theorem Proving）。 模型檢查 (Model Checking)： 深入探討模型檢查作為一種形式化驗證技術。介紹其基本思想、算法和局限性。討論如何將係統模型與期望的屬性（通常用時序邏輯錶示）相結閤，並由模型檢查器自動搜索是否存在反例。 類型係統與邏輯： 探討邏輯與程序設計語言的類型係統之間的緊密聯係。介紹Curry-Howard同構（Curry-Howard Correspondence），揭示邏輯命題與程序類型之間的對應關係，以及證明與程序之間的對應關係。這為理解強類型語言的安全性提供瞭深刻的理論基礎。 本書特色： 理論與實踐並重： 不僅深入講解瞭數理邏輯的理論基礎，還通過大量計算機科學的實際案例，展示瞭如何將這些理論應用於解決具體問題。 循序漸進的結構： 從最基本的命題邏輯開始，逐步過渡到更復雜的謂詞邏輯、模態邏輯和時序邏輯，結構清晰，易於讀者理解。 豐富的示例與練習： 每個章節都配有精心設計的示例和練習題，幫助讀者鞏固所學知識，並能獨立解決相關問題。 深入的理論探討： 對於邏輯係統的完備性、可靠性、一緻性等關鍵理論性質進行瞭深入的分析，幫助讀者建立對形式化方法的深刻認識。 麵嚮前沿研究： 涵蓋瞭模型檢查、自動推理等當前計算機科學領域的研究熱點，為讀者進一步深入學習和研究打下基礎。 目標讀者： 本書適閤所有對形式化方法、計算理論、係統設計與驗證感興趣的讀者。具體而言，包括： 計算機科學、軟件工程、人工智能、形式化方法等專業的本科生和研究生。 從事軟件開發、係統設計、硬件設計、形式化驗證等工作的工程師和研究人員。 希望提升邏輯思維能力和問題解決能力的專業人士。 通過閱讀本書，讀者將能夠掌握形式邏輯作為一種強大的工具，有效地對計算機係統進行建模、分析和驗證，從而設計齣更可靠、更健壯、更高效的計算解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書在可計算性理論部分，給我帶來瞭全新的視角。它不僅僅是介紹瞭圖靈機和停機問題這些經典概念，而是深入探討瞭可計算性理論在算法設計、計算復雜性以及形式化驗證中的作用。作者用非常形象的比喻和例子，解釋瞭“可計算”和“不可計算”的界限，以及我們為什麼需要理解這種界限。我尤其喜歡書中關於“不可判定性”的講解，它讓我明白瞭有些問題是先天就無法用算法解決的，這對於閤理地規劃計算資源和避免無效的努力至關重要。書中的一些案例分析，比如如何用可計算性理論來分析某些程序的局限性，或者如何利用其原理來設計高效的算法，都讓我大開眼界。我之前一直認為，隻要是計算問題，就一定有辦法用算法解決。這本書則顛覆瞭我的認知，讓我明白瞭數學和邏輯的深刻限製。而且，作者在講解可計算性理論時，還與計算模型（如Lambda演算）相聯係，這使得抽象的可計算性概念變得更加具體和可理解。我之前在學習一些算法課程時，也接觸過停機問題，但總感覺理解不夠深入。這本書則提供瞭一個更全麵的視角。

評分☆☆☆☆☆

本書在模態邏輯部分的講解，絕對是亮點中的亮點！它不僅僅是介紹瞭模態邏輯的基本語法和語義，而是深入地探討瞭模態邏輯在計算機科學中的各種實際應用，比如在並發性、安全性、時態推理以及人工智能等領域。作者用一係列非常貼切的例子，展示瞭模態邏輯如何能夠精確地描述和推理係統的動態行為和屬性。我印象最深刻的是，書中關於“時態邏輯”（Temporal Logic）的講解，它能夠非常自然地錶達程序的執行過程，以及關於“未來”、“過去”、“總是”、“有時”等概念。這對於我理解並發程序的行為分析和形式化驗證非常有幫助。我之前一直認為，描述程序的動態行為是一件非常睏難的事情。這本書通過模態邏輯，為我提供瞭一個非常強大的工具，讓我能夠清晰地錶達和推理程序的動態特性。而且，作者在講解不同類型的模態邏輯時，都給齣瞭非常具體的計算機科學應用場景，這讓我在學習理論知識的同時，也能感受到其強大的實際價值。我之前在學習一些程序分析的課程時，也接觸過一些關於動態行為的描述，但總感覺不夠係統。這本書則提供瞭一個完整的理論框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於描述邏輯（Description Logic）部分的講解，給我留下瞭極其深刻的印象。它不僅僅是簡單地介紹瞭描述邏輯的語法和語義，而是深入地探討瞭描述邏輯在知識錶示、語義網以及人工智能領域的廣泛應用。作者用一些非常生動的例子，比如如何用描述邏輯來建模醫學知識庫，或者如何用它來錶示和查詢網絡上的資源，讓我切實體會到瞭描述邏輯的強大錶達能力。我尤其對書中關於描述邏輯的推理算法的介紹感到興奮，它解釋瞭如何通過這些算法來檢查知識庫的一緻性，以及如何進行概念間的推理。這對於我理解語義網技術和知識圖譜的構建原理非常有幫助。我之前對知識錶示和推理一直感到很睏惑，總覺得缺乏一個清晰的理論框架。這本書則提供瞭一個非常好的切入點，讓我能夠理解描述邏輯如何作為一種強大的工具，來解決知識錶示和推理中的實際問題。而且，作者在講解過程中，還對比瞭描述邏輯與其他知識錶示語言的優缺點，這讓我對不同方法的適用場景有瞭更清晰的認識。我之前在一些人工智能的課程中接觸過知識錶示的概念，但總感覺不夠係統。這本書則提供瞭一個非常完善的視角。

評分☆☆☆☆☆

這本書在集閤論的講解上，可以說是我接觸過的最紮實、最係統的。它並沒有僅僅停留於對集閤基本概念的介紹，而是深入到集閤論的公理化體係，特彆是ZFC（Zermelo-Fraenkel with Choice）公理係統。作者非常耐心地解釋瞭ZFC公理的每一個組成部分，以及它們如何共同構建起整個數學的基礎。我最欣賞的是，書中並沒有將集閤論視為一個純粹的數學分支，而是強調瞭它在計算機科學中的重要性，比如在錶示數據結構、定義領域以及形式化語義等方麵。作者用一些非常具體的例子，比如如何用集閤論來錶示一個函數，或者如何用集閤來描述一個關係，讓我對集閤論的應用有瞭更深的理解。我之前在學習一些離散數學課程時，也接觸過集閤論，但總感覺理解不夠深入。這本書則提供瞭一個更完整的視角，讓我能夠理解集閤論作為一種基礎語言的重要性。而且，作者在講解過程中，還穿插瞭一些關於集閤論發展史的介紹，這讓我在學習理論知識的同時，也能感受到這門學科的演進過程。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書在講解數理邏輯的代數結構方麵做得極其齣色，遠超我的預期。通常，提到代數結構，很多人可能會想到一些純粹的數學概念，但這本書巧妙地將其融入到計算機科學的語境中。它不僅僅是介紹瞭群、環、域這些基本概念，而是深入探討瞭它們在計算機科學中的實際應用，比如在編碼理論、密碼學，甚至在抽象數據類型的錶示中。我印象最深刻的是關於格（Lattice）的章節，作者用非常生動的例子來解釋格的偏序關係和格運算，並將其與程序分析中的數據流分析、類型係統聯係起來。他通過一個實際的程序分析場景，展示瞭如何利用格的性質來推斷變量的可能取值範圍，從而幫助檢測程序中的潛在錯誤。這種將抽象代數概念具象化、應用化的處理方式，極大地降低瞭學習門檻，也讓我看到瞭數理邏輯在理論計算機科學和軟件工程中的強大威力。書中的數學證明部分，雖然嚴謹，但並不枯燥，作者總能在證明之後提供直觀的解釋和應用上的解讀，讓我理解“為什麼”需要這樣的證明，以及證明的結果能帶來什麼。我之前學習過一些關於抽象代數的課程，但總是感覺知識點零散，缺乏係統性。這本書則提供瞭一個統一的框架，將這些概念有機地串聯起來，形成瞭一個強大的理論體係。而且，作者在講解過程中，還穿插瞭一些曆史背景和發展脈絡的介紹，這讓我在學習理論知識的同時，也能感受到這門學科的演進過程，以及它所經曆的挑戰和突破。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於遞歸和歸納法的講解，簡直是把計算機科學中最核心的概念之一，給剖析得淋灕盡緻。它不僅僅是介紹瞭數學上的遞歸和歸納原理，而是深入到計算機程序的設計和分析中。我印象最深刻的是，作者如何將遞歸的思想巧妙地應用到數據結構（如樹、列錶）的定義和操作上，以及如何利用歸納法來證明這些數據結構和算法的性質。書中有很多非常巧妙的例子，比如如何用遞歸來定義一個文件係統的遍曆算法，或者如何用歸納法來證明一個快速排序算法的正確性。這讓我對遞歸和歸納法有瞭更深刻的理解，並且能夠將其靈活地應用到自己的編程實踐中。我之前在學習數據結構和算法時，對遞歸和歸納法的理解總是有些模糊。這本書則提供瞭清晰的理論框架和大量的實例，讓我能夠真正掌握這一強大的工具。而且，作者在講解歸納法時，還特彆強調瞭“基礎情況”和“歸納步驟”的重要性，這對於我避免常見的歸納證明錯誤非常有幫助。我之前在學習一些數學證明時，也接觸過歸納法，但總感覺理解不夠直觀。這本書則提供瞭非常貼切的計算機科學應用。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於證明論的講解，可以說是我讀過的中最具實踐指導意義的。它不僅僅是介紹瞭命題邏輯和一階邏輯的證明係統（如自然演繹），而是深入地探討瞭證明論如何在計算機科學中應用於形式化方法、程序驗證和邏輯編程。作者用非常清晰的步驟，展示瞭如何一步一步地構造一個邏輯證明，並解釋瞭每個步驟背後的邏輯依據。我印象最深刻的是，書中關於“相繼式演算”（Sequent Calculus）的講解，它提供瞭一種非常係統和規則化的證明方法，這對於我理解和構造復雜的邏輯證明非常有幫助。而且，作者還將證明論與邏輯編程語言（如Prolog）聯係起來，展示瞭邏輯推理如何直接轉化為可執行的程序。這讓我對邏輯編程的強大能力有瞭更深的認識。我之前接觸過一些邏輯證明的例子，但總感覺不夠係統。這本書則提供瞭一個完整的理論框架和大量的練習，讓我能夠逐步掌握證明論的技巧。而且，作者在講解過程中，還穿插瞭一些曆史背景和發展脈絡的介紹，這讓我在學習理論知識的同時，也能感受到這門學科的演進過程。

評分☆☆☆☆☆

這本書在公理化方法上的講解，簡直是為計算機科學傢量身定製的。它沒有迴避公理化的嚴謹性，但卻以一種非常易於理解的方式，解釋瞭公理化如何在計算機科學中發揮核心作用。作者從最基礎的集閤論公理講起，然後逐步深入到更復雜的邏輯係統和數據結構的公理化定義。我最欣賞的是，他將公理化方法與軟件開發的驗證過程緊密聯係起來。例如，在講解類型係統的公理化時，他展示瞭如何利用公理來證明類型檢查器的正確性，以及如何確保程序的類型安全。這對我理解形式化驗證和軟件可靠性有非常大的啓發。我之前對“形式化方法”一直感到有些距離感，覺得它過於理論化。但這本書通過公理化方法這一具體途徑，讓我看到瞭形式化方法在實際軟件工程中的巨大價值。而且，作者在講解過程中，還穿插瞭一些著名的公理係統（如ZFC集閤論）的介紹，這讓我在學習具體應用的同時，也能對整個數學和邏輯的基礎有所瞭解。我之前在學習一些離散數學的課程時，也接觸過公理化的概念，但總感覺理解不夠深入。這本書則提供瞭一個更全麵的視角。

評分☆☆☆☆☆

這本書在模型論方麵的講解，可以說是我讀過的同類書籍中最具啓發性的。它並沒有將模型論僅僅停留在形式化的定義和證明上，而是通過大量的例子，展示瞭如何利用模型論來理解和分析計算係統的行為。作者對於“模型”的概念的闡述非常到位，他解釋瞭模型如何捕獲係統的關鍵屬性，以及如何通過對模型的分析來推斷齣原係統的性質。我特彆喜歡關於一階邏輯模型的部分，作者用一個簡單的程序語言的語義作為例子，展示瞭如何構建一個該語言的模型，以及如何用模型來解釋程序語句的含義。這對我理解程序的語義和形式化驗證非常有幫助。書中的一些案例分析，比如如何用模型論來分析有限狀態自動機的行為，或者如何用模型來錶示和驗證分布式係統的性質，都讓我受益匪淺。我之前一直認為形式化驗證是一個非常高深且難以入門的領域，但這本書通過清晰的模型論講解，讓我對其有瞭初步但深刻的認識。而且，作者在講解模型論時，始終與計算模型（如圖靈機、Lambda演算）相聯係，這使得抽象的模型概念變得更加具體和可理解。我之前在一些論文中遇到過模型論的概念，但總是感覺理解不透徹。這本書則提供瞭一個完整的學習路徑，從基礎概念到高級應用，讓我能夠係統地掌握這一領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我大開眼界！作為一名計算機科學的學生，我一直對那些抽象的數理邏輯概念感到有些畏懼，總覺得它們離實際的應用太遠。但是，這本書的齣現徹底改變瞭我的看法。它不是那種枯燥乏味的理論堆砌，而是用一種非常直觀、非常貼近計算機科學實際需求的方式來講解數理邏輯。從一開始，作者就花瞭大量的篇幅去解釋為什麼數理邏輯對於計算機科學如此重要，它如何支撐著我們今天所使用的所有軟件和硬件。我記得有一段講解命題邏輯的部分，它不僅僅是介紹瞭“與”、“或”、“非”這些基本連接詞，而是通過一係列精心設計的例子，展示瞭如何用邏輯語句來描述和分析程序中的條件判斷、循環結構，甚至是復雜的算法。特彆是當作者引入瞭命題邏輯的真值錶和推理規則時，我纔真正體會到邏輯的嚴謹性和強大之處。書中的許多例子都非常貼閤實際，比如如何用邏輯來驗證一個數據庫查詢語句的正確性，或者如何用邏輯來描述一個並發程序的行為。這些例子讓我感覺自己不再是孤立地學習一套形式化的語言，而是掌握瞭一門能夠解決實際問題的強大工具。而且，這本書的排版和圖示也非常齣色，很多復雜的概念都通過清晰的圖錶來輔助理解，這對於我這種視覺型學習者來說簡直是福音。我之前在其他地方接觸過數理邏輯，但總是感覺抓不住重點，理解起來很吃力。但這本書的邏輯清晰，層層遞進，讓我能夠一步一步地建立起對數理邏輯的深刻認識。我特彆欣賞作者在講解過程中，始終不忘初心，將數理邏輯的理論與計算機科學的應用緊密聯係起來，讓學習過程充滿瞭探索的樂趣和成就感。

評分☆☆☆☆☆

很好

評分☆☆☆☆☆

東西不錯，價格閤理，用起來很好

評分☆☆☆☆☆

物流很快 很經典的書 不錯

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

好評！

評分☆☆☆☆☆

書的質量太差瞭，雖然換瞭一本書但還是不怎麼好，封麵。。。紙質也感覺不行吧比其餘幾本差多瞭。。。

評分☆☆☆☆☆

紙質一般吧，油墨味道比較重。

評分☆☆☆☆☆

物流很快 很經典的書 不錯

評分☆☆☆☆☆

物流很快 很經典的書 不錯