课程内容 课程内容 围绕学科理论体系中的模型理论，程序理论和计算理论 1.模型理论关心的问题 给定模型M,哪些问题可以由模型M解决；如何 比较模型的表达能力 本讲座概要介绍交互计算的 2.程序理论关心的问题 特点及相关的一些数学知识 给定模型M,如何用模型M解决问题 包括程序设计范型、程序设计语言、程序设计、 形式语义、类型论、程序验证、程序分析等 3.计算理论关心的问题 给定模型M和一类问题，解决该类问题需多少资源
课 程 内 容 • 课程内容 围绕学科理论体系中的模型理论, 程序理论和计算理论 1. 模型理论关心的问题 给定模型M，哪些问题可以由模型M解决；如何 比较模型的表达能力 2. 程序理论关心的问题 – 给定模型M，如何用模型M解决问题 – 包括程序设计范型、程序设计语言、程序设计、 形式语义、类型论、程序验证、程序分析等 3. 计算理论关心的问题 给定模型M和一类问题, 解决该类问题需多少资源2 本讲座概要介绍交互计算的 特点及相关的一些数学知识
讲座提纲 ,基本知识 -人一机一物三元世界、云计算、未来网、物联网、 泛在网、图灵机计算模型、网域计算模型 交互计算 经典计算与交互计算、交互的特点、交互的机器 模型、能描述交互的演算 从归纳到余归纳 一良基集、非良基集、余归纳、互模拟 从代数到余代数 笛卡尔积，可区分并，余代数，代数和余代数的区别
讲 座 提 纲 • 基本知识 – 人−机−物三元世界、云计算、未来网、物联网、 泛在网、图灵机计算模型、网域计算模型 • 交互计算 – 经典计算与交互计算、交互的特点、交互的机器 模型、能描述交互的演算 • 从归纳到余归纳 – 良基集、非良基集、余归纳、互模拟 • 从代数到余代数 – 笛卡尔积, 可区分并, 余代数, 代数和余代数的区别3
基本知识 ·人一机-物三元世界 由计算机网络世界（也称计算世界，cyber world、 物理世界和人类社会组成的人机物协同社会，是 多人、多机和多物组成的动态开放并协同工作的 网络社会 计算机科学是研究人机物三元世界中计算现象这 个共同主线的科学 站在三元世界的高度，有助于理解云计算、未来 网、物联网、泛在网(ubiquitous network)的新技 术趋势
• 人−机−物三元世界 – 由计算机网络世界(也称计算世界, cyber world)、 物理世界和人类社会组成的人机物协同社会，是 多人、多机和多物组成的动态开放并协同工作的 网络社会 – 计算机科学是研究人机物三元世界中计算现象这 个共同主线的科学 – 站在三元世界的高度，有助于理解云计算、未来 网、物联网、泛在网(ubiquitous network)的新技 术趋势 基 本 知 识 4
基本知识 云计算 -把资源集中于互联网上的数据中心，由这种云中 心提供应用层、平台层和基础设施层的集中服务 强调信息资源的聚集、优化、动态分配和回收， 通过提高数据中心的效率，解决传统T系统的零 散性带来的低效率，降低信息化成本、降低能耗 向公众提供一种新的高效计算模式，兼有互联网 服务的便利与廉价和大型计算机的能力 云计算可为物联网和泛在网提供后端处理能力与 应用平台
• 云计算 – 把资源集中于互联网上的数据中心，由这种云中 心提供应用层、平台层和基础设施层的集中服务 – 强调信息资源的聚集、优化、动态分配和回收， 通过提高数据中心的效率，解决传统IT系统的零 散性带来的低效率，降低信息化成本、降低能耗 – 向公众提供一种新的高效计算模式，兼有互联网 服务的便利与廉价和大型计算机的能力 – 云计算可为物联网和泛在网提供后端处理能力与 应用平台 基 本 知 识 5
基本知识 未来网（未来互联网，post-IP network) 基于TCPP协议的互联网随着其广泛应用，在可 扩展性、移动性、安全性、服务质量和可靠性等 方面都暴露出本质缺陷 -近十多年来渐进式的改进未能从根本上解决问题 美国和欧盟等已开展“从零开始”的革命方式研 究未来互联网 未来网可为云计算、物联网和泛在网提供更加高 效安全的网络基础技术
• 未来网（未来互联网，post-IP network） – 基于TCP/IP协议的互联网随着其广泛应用，在可 扩展性、移动性、安全性、服务质量和可靠性等 方面都暴露出本质缺陷 – 近十多年来渐进式的改进未能从根本上解决问题 – 美国和欧盟等已开展“从零开始”的革命方式研 究未来互联网 – 未来网可为云计算、物联网和泛在网提供更加高 效安全的网络基础技术 基 本 知 识 6
基本知识 物联网 实现物物互联的网络 与互联网的区别：物物互联， 物机互联，而不是 局限于机机互联 实现对物理世界（包括自然界和人造物）的精准 感知，感知信息的实时或及时传输，针对物理世 界限制的处理与决策，以及对物理世界的控制， 提供高效智能的应用服务 更高层次：通过独立个体之间的局部的即时交互 和分布式智能，使物体具有自组织、自计算和自 反馈功能，实现物物之间的智能交互
• 物联网 – 实现物物互联的网络 – 与互联网的区别：物物互联，物机互联，而不是 局限于机机互联 – 实现对物理世界（包括自然界和人造物）的精准 感知，感知信息的实时或及时传输，针对物理世 界限制的处理与决策，以及对物理世界的控制， 提供高效智能的应用服务 – 更高层次：通过独立个体之间的局部的即时交互 和分布式智能，使物体具有自组织、自计算和自 反馈功能，实现物物之间的智能交互 基 本 知 识 7
基本知识 泛在网 是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与 物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存 储、认知、决策和使用等服务 具有超强的环境感知、内容感知及智能性 环境感知(environment perception):指系统具有周围环境 参数的采集、语义表达、语义查询解析和语义推理的能力 内容感知(content aware)的网络服务：意在更细致地感知 终端(PC、手机、平板电脑等) 网络(3G,Wif等移动网络) 业务类型（游戏、视频、电子商务、微博等》 的不同需求，提供更有针对性的解决方案和更有价值的服务
基 本 知 识 • 泛在网 – 是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与 物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存 储、认知、决策和使用等服务 – 具有超强的环境感知、内容感知及智能性 环境感知(environment perception)：指系统具有周围环境 参数的采集、语义表达、语义查询解析和语义推理的能力 内容感知(content aware)的网络服务：意在更细致地感知 • 终端（PC、手机、平板电脑等） • 网络（3G，Wifi等移动网络） • 业务类型（游戏、视频、电子商务、微博等） 的不同需求,提供更有针对性的解决方案和更有价值的服务8
基本知识 泛在网 是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与 物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存 储、认知、决策和使用等服务 -具有超强的环境感知、内容感知及智能性 通过多种联网的智能人机交互设备，为个人和社 会提供无所不在的信息服务和应用
基 本 知 识 • 泛在网 – 是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与 物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存 储、认知、决策和使用等服务 – 具有超强的环境感知、内容感知及智能性 – 通过多种联网的智能人机交互设备，为个人和社 会提供无所不在的信息服务和应用 9
基本知识 ·区分性概括 未来网：强调对当今互联网的变革，是未来信息 化的网络基础 云计算：一种新的应用模式，强调应用层信息的 综合处理，可作为物联网后端处理和应用平台 物联网：强调对物感知和物物互联，方便人类对物 理世界的感知和控制，是走向泛在网的重要一步 泛在网：对未来信息社会的综合预见，是上述这 些概念的集成
基 本 知 识 • 区分性概括 – 未来网：强调对当今互联网的变革，是未来信息 化的网络基础 – 云计算：一种新的应用模式，强调应用层信息的 综合处理，可作为物联网后端处理和应用平台 – 物联网：强调对物感知和物物互联, 方便人类对物 理世界的感知和控制，是走向泛在网的重要一步 – 泛在网：对未来信息社会的综合预见，是上述这 些概念的集成 10
基本知识 ·图灵机计算模型 把物理世界数字化，建立数学模型，通过计算和 数据处理方法，对自然界存在的规律进行模拟仿 真；计算类应用和数据处理应用都是遵循这样的 计算模型 按照“输入一计算-输出”的过程，产生的所有结 果都是可以预知的 它是一个计算世界(computation world),是对 人类认知的一种数字化。这个数字世界与人类社 会、物理世界是正交的
基 本 知 识 • 图灵机计算模型 – 把物理世界数字化，建立数学模型，通过计算和 数据处理方法，对自然界存在的规律进行模拟仿 真；计算类应用和数据处理应用都是遵循这样的 计算模型 – 按照“输入−计算−输出”的过程，产生的所有结 果都是可以预知的 – 它是一个计算世界（computation world），是对 人类认知的一种数字化。这个数字世界与人类社 会、物理世界是正交的 11
