數(shù)理邏輯(中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)規(guī)劃教材)
定 價(jià):23 元
叢書名:中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專來(lái)規(guī)劃教材
- 作者:張?jiān)佘S ,張曉如 著
- 出版時(shí)間:2013/9/1
- ISBN:9787302331025
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:O141
- 頁(yè)碼:135
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《數(shù)理邏輯/中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)規(guī)劃教材》共分7章。第0章緒論,介紹元數(shù)學(xué)的形成與發(fā)展,以及元數(shù)學(xué)與數(shù)理邏輯之間的關(guān)系,同時(shí)簡(jiǎn)要說(shuō)明課程學(xué)習(xí)的目的和意義;第1章介紹集合論的基礎(chǔ)知識(shí),包括有窮集與無(wú)窮集的概念、可數(shù)集與不可數(shù)集的性質(zhì)、集合的基數(shù)、無(wú)窮基數(shù)的比較等方面的內(nèi)容;第2章介紹可計(jì)算性理論的基本知識(shí),包括計(jì)算概念的形成與發(fā)展、算法的基本描述、計(jì)算概念的數(shù)學(xué)定義、可計(jì)算性函數(shù)的基本性質(zhì)等;第3章~第5章是關(guān)于經(jīng)典數(shù)理邏輯的內(nèi)容,包括命題演算和謂詞演算兩個(gè)部分,重點(diǎn)介紹邏輯演算以及相關(guān)形式系統(tǒng)的基本性質(zhì),內(nèi)容涉及形式證明、形式推理、形式系統(tǒng)的語(yǔ)法、語(yǔ)義等概念以及邏輯系統(tǒng)的可靠性與充分性等方面的知識(shí);第6章以一階算術(shù)系統(tǒng)為例,介紹基于邏輯系統(tǒng)擴(kuò)展的數(shù)學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的描述方法,最終給出“哥德爾不完備性定理”的證明。在《數(shù)理邏輯/中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)規(guī)劃教材》的附錄中給出了全書的習(xí)題解答。
《數(shù)理邏輯/中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)規(guī)劃教材》面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程以及相關(guān)專業(yè)的高等院校學(xué)生,尤其是高校相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生及研究生,可以作為教材,也可作為希望了解數(shù)理邏輯基礎(chǔ)知識(shí)的高校學(xué)生和科研技術(shù)工作者的閱讀材料或參考資料。
應(yīng)用是推動(dòng)學(xué)科技術(shù)發(fā)展的原動(dòng)力,計(jì)算機(jī)科學(xué)是實(shí)用科學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)廣泛而深入的應(yīng)用推動(dòng)了計(jì)算機(jī)學(xué)科的飛速發(fā)展。應(yīng)用型創(chuàng)新人才是科技人才的一種類型,應(yīng)用型創(chuàng)新人才的重要特征是具有強(qiáng)大的系統(tǒng)開發(fā)能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)理念是教學(xué)過(guò)程中以培養(yǎng)學(xué)生的綜合技術(shù)應(yīng)用能力為主線,理論教學(xué)以夠用為度,所選擇的教學(xué)方法與手段要有利于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)開發(fā)能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,對(duì)計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)、信息服務(wù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)技術(shù)方向的人才的需求日益增加,主要包括軟件設(shè)計(jì)師、軟件評(píng)測(cè)師、網(wǎng)絡(luò)工程師、信息系統(tǒng)監(jiān)理師、信息系統(tǒng)管理工程師、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工程師、多媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)師、電子商務(wù)設(shè)計(jì)師、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)師等。如何構(gòu)建應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)體系以及系統(tǒng)框架,是從事計(jì)算機(jī)教育工作者的責(zé)任。為此,中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)教育專業(yè)委員會(huì)和清華大學(xué)出版社共同組織啟動(dòng)了《中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)學(xué)科教程》的項(xiàng)目研究。參加本項(xiàng)目的研究人員全部來(lái)自國(guó)內(nèi)高校教學(xué)一線具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家和骨干教師。項(xiàng)目組對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)、內(nèi)容、方法和意義,以及教學(xué)大綱和課程體系等進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究,并編寫了《中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)學(xué)科教程》(簡(jiǎn)稱《學(xué)科教程》)。《學(xué)科教程》在編寫上注意區(qū)分應(yīng)用型人才與其他人才在培養(yǎng)上的不同,注重體現(xiàn)應(yīng)用型學(xué)科的特征。在課程設(shè)計(jì)中,《學(xué)科教程》在依托學(xué)科設(shè)計(jì)的同時(shí),更注意面向行業(yè)產(chǎn)業(yè)的實(shí)際需求。為了更好地體現(xiàn)《學(xué)科教程》的思想與內(nèi)容,我們組織編寫了《中國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)規(guī)劃教材》,旨在為計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型教學(xué)的課程設(shè)置、課程內(nèi)容以及教學(xué)實(shí)踐起到一個(gè)示范作用。本系列教材的主要特點(diǎn)如下:
1. 完全按照《學(xué)科教程》的體系組織編寫本系列教材,特別是注意在教材設(shè)置、教材定位和教材內(nèi)容的銜接上與《學(xué)科教程》保持一致。
2. 每門課程的教材內(nèi)容都按照《學(xué)科教程》中設(shè)置的大綱精心編寫,盡量體現(xiàn)應(yīng)用型教材的特點(diǎn)。
3. 由各學(xué)校精品課程建設(shè)的骨干教師組成作者隊(duì)伍,以課程研究為基礎(chǔ),將教學(xué)的研究成果引入教材中。
4. 在教材建設(shè)上,重點(diǎn)突出對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和應(yīng)用技術(shù)的培養(yǎng),注重教材的實(shí)踐性。
5. 注重系列教材的立體配套,包括教參、教輔以及配套的教學(xué)資源、電子課件等。
高等院校應(yīng)培養(yǎng)能為社會(huì)服務(wù)的應(yīng)用型人才,以滿足社會(huì)發(fā)展的需要。在培養(yǎng)模式、教學(xué)大綱、課程體系結(jié)構(gòu)和教材都應(yīng)適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。教材體現(xiàn)了培養(yǎng)目標(biāo)和育人模式,是學(xué)科建設(shè)的結(jié)晶,也是教師水平的標(biāo)志。本系列教材的作者均是多年從事計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)的教師,在本領(lǐng)域的科學(xué)研究與教學(xué)中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),他們將教學(xué)研究和科學(xué)研究的成果融入教材中,增強(qiáng)了教材的先進(jìn)性、實(shí)用性和實(shí)踐性。
目前,我們對(duì)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式還處于探索階段,在教材組織與編寫上還會(huì)有這樣或那樣的缺陷,我們將不斷完善。同時(shí),我們也希望廣大應(yīng)用型院校的教師給我們提出更好的建議! 吨袊(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(應(yīng)用型)規(guī)劃教材》主編2008年7月數(shù)理邏輯是用數(shù)學(xué)方法研究邏輯問(wèn)題的學(xué)科,是基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支,在計(jì)算機(jī)科學(xué)理論中起著奠基作用。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)在各種領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入,許多與信息技術(shù)密切相關(guān)的學(xué)科分支相繼形成,并呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)展和永無(wú)止境的發(fā)展趨勢(shì)。這種發(fā)展對(duì)計(jì)算科學(xué)理論研究不斷提出新的要求,對(duì)數(shù)理邏輯的發(fā)展也起到巨大的促進(jìn)作用。我們已經(jīng)看到,許多在經(jīng)典數(shù)理邏輯基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用邏輯分支,不僅在有關(guān)的信息技術(shù)領(lǐng)域得到重要應(yīng)用,而且已成為相關(guān)學(xué)科理論與應(yīng)用的邏輯基礎(chǔ),如作為粗糙集與粒計(jì)算理論基礎(chǔ)的模態(tài)邏輯與粒邏輯;作為決策信息系統(tǒng)知識(shí)表示與推理理論基礎(chǔ)的決策邏輯;作為語(yǔ)義網(wǎng)知識(shí)處理理論基礎(chǔ)的描述邏輯等。因此可以看出,數(shù)理邏輯是一門內(nèi)容豐富、涉及面極廣的學(xué)科。
長(zhǎng)期以來(lái),作為計(jì)算機(jī)科學(xué)理論與應(yīng)用的基礎(chǔ),數(shù)理邏輯一直是我國(guó)高等教育和研究生培養(yǎng)階段計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。然而,作為整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的一門課程,數(shù)理邏輯的學(xué)時(shí)分配非常有限,因此教學(xué)內(nèi)容的組織是數(shù)理邏輯課程施教過(guò)程中首先要面臨的問(wèn)題。不同高校在培養(yǎng)方案制定和課程設(shè)置方面都存在著一定的差異,再結(jié)合學(xué)校專業(yè)的特色和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),使得數(shù)理邏輯課程內(nèi)容的組織不盡相同,可謂各具特色。但可以肯定的是,課程教學(xué)內(nèi)容的組織與課程目的密切相關(guān)。課程目的通常包括兩個(gè)方面,即課程設(shè)置目的和課程教學(xué)目的。對(duì)數(shù)理邏輯課程來(lái)說(shuō),課程設(shè)置與課程教學(xué)目的可以分別概括為“承上啟下”和“能力培養(yǎng)”。
作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的一門課程,數(shù)理邏輯課程應(yīng)該是一些前置課程,如高等數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)等課程學(xué)習(xí)的深入,同時(shí)又是某些后續(xù)課程,如粗糙集與粒計(jì)算、語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)、知識(shí)表示與知識(shí)推理、形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)理論等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ);課程教學(xué)目的可歸納為知識(shí)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng),所謂知識(shí)學(xué)習(xí)是指作為學(xué)科基礎(chǔ)的邏輯知識(shí)學(xué)習(xí),而能力培養(yǎng)則應(yīng)側(cè)重于思維能力的培養(yǎng),包括抽象思維能力、邏輯思維能力與計(jì)算思維能力的培養(yǎng)等! ¤b于此,同時(shí)考慮到工科學(xué)生的特點(diǎn),本書在選材上遵循的原則是“至精而不失完整,至簡(jiǎn)而不乏基礎(chǔ)”,也就是盡可能多地介紹數(shù)理邏輯相關(guān)知識(shí),并在內(nèi)容組織上盡可能做到精練;同時(shí)在內(nèi)容陳述上盡可能做到簡(jiǎn)潔,重在思想與方法,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐建立思維基礎(chǔ)。
本書在內(nèi)容組織上包括集合論基礎(chǔ)知識(shí)、可計(jì)算性理論基礎(chǔ)知識(shí)和經(jīng)典數(shù)理邏輯3個(gè)部分,其中集合論基礎(chǔ)部分著重介紹可數(shù)集與不可數(shù)集的概念,并運(yùn)用集合的基數(shù)以及基數(shù)的比較等有關(guān)知識(shí),闡述“無(wú)窮可比”的思想,目的在于擴(kuò)展學(xué)生的思維空間,深化學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)有窮空間的認(rèn)識(shí);可計(jì)算性理論基礎(chǔ)部分以遞歸函數(shù)、圖靈計(jì)算和理想計(jì)算機(jī)為對(duì)象,從多個(gè)角度給出“計(jì)算”概念的精確描述,目的在于幫助學(xué)生深入了解“計(jì)算”的本質(zhì),并對(duì)計(jì)算機(jī)的計(jì)算“行為”與“能力”有一個(gè)充分認(rèn)識(shí);經(jīng)典邏輯部分包括命題邏輯和謂詞邏輯,著力于形式系統(tǒng),重點(diǎn)介紹形式證明、形式推理,形式系統(tǒng)的語(yǔ)法、語(yǔ)義等概念,以及邏輯系統(tǒng)的可靠性與充分性等方面的知識(shí),并以一階算術(shù)系統(tǒng)為例介紹邏輯系統(tǒng)的擴(kuò)展方法,旨在幫助學(xué)生了解和掌握形式化方法,以此為工具更好地開展計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論研究和計(jì)算機(jī)程序分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。為了讓學(xué)生能夠更好地理解和掌握課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,并能得到比較扎實(shí)的數(shù)理邏輯的訓(xùn)練,同時(shí)也考慮課程施教方便,本書在內(nèi)容陳述上盡可能做到直觀簡(jiǎn)潔,多采用條目方式使概念一目了然,而不拘泥于“復(fù)雜的證明與個(gè)別的技巧”,重在思想與方法,運(yùn)用“即述即注”方式,幫助學(xué)生準(zhǔn)確地理解和把握相關(guān)的概念與知識(shí),正確地掌握有關(guān)方法和技術(shù)。此外,本書中還編入了一些有關(guān)數(shù)理邏輯知識(shí)背景的材料,概括性地?cái)⑹龈鞑糠謨?nèi)容的形成與發(fā)展過(guò)程,闡述了許多著名邏輯學(xué)家的重要思想,以及為學(xué)科的建立與發(fā)展所做出的杰出貢獻(xiàn),這對(duì)加深學(xué)生對(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生的素養(yǎng)無(wú)疑會(huì)起到積極的作用。
本書的內(nèi)容主要取自于格林(Kleene)的《元數(shù)學(xué)導(dǎo)論》S.C.Kleene(美)著. 元數(shù)學(xué)導(dǎo)論. 莫紹揆譯. 北京: 科學(xué)出版社, 1985.和漢密爾頓(Hamilton)的《數(shù)學(xué)家的邏輯》A.G.Hamilton. Logic for mathematicians. London: Cambridge University Press, 1978. 兩本著名著作,同時(shí)收納了顧蘭德(Gutland)的《可計(jì)算性》N.Gutland. Computability: An introduction to recursive function theory. London: Cambridge University Press, 1980. 一書的部分內(nèi)容,并根據(jù)課程教學(xué)需要對(duì)所選取的內(nèi)容和表示形式進(jìn)行了精簡(jiǎn)、編輯、統(tǒng)一與整合。此外,書中有關(guān)知識(shí)背景的介紹參閱了網(wǎng)絡(luò)提供的大量素材,盡管有些素材的準(zhǔn)確性與嚴(yán)格性尚待進(jìn)一步考證,但大量的網(wǎng)絡(luò)信息的確為我們更好地了解相關(guān)知識(shí)的產(chǎn)生與發(fā)展以及科學(xué)家們的貢獻(xiàn)提供了很好的幫助。
在十多年數(shù)理邏輯課程教學(xué)實(shí)踐中,作者一直使用講稿施教,教學(xué)內(nèi)容也根據(jù)需要不斷調(diào)整,先后在經(jīng)典邏輯的基礎(chǔ)上增加了集合論基礎(chǔ)知識(shí)和可計(jì)算性理論基礎(chǔ)知識(shí)方面的內(nèi)容。隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大,個(gè)別講授已變成了班級(jí)授課,因此在講稿的基礎(chǔ)上整理成書,以教材的形式出版。在此過(guò)程中,江蘇科技大學(xué)研究生部對(duì)本課程進(jìn)行了教材立項(xiàng)建設(shè)并給予了經(jīng)費(fèi)資助,洪志強(qiáng)同學(xué)完成本書的文字錄入,在此一并表示誠(chéng)摯的感謝。
限于作者的水平,書中的缺點(diǎn)甚至錯(cuò)誤在所難免,誠(chéng)請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作者 2013年7月
緒論
第1章 集合論基礎(chǔ)
1.1 可數(shù)集
1.1.1 映射
1.1.2 可數(shù)集的概念
1.1.3 可數(shù)集概念的延伸
1.2 康拓爾對(duì)角線方法
1.2.1 波爾查諾的無(wú)窮觀
1.2.2 康拓爾的證明
1.2.3 自然數(shù)集的冪集(N)
1.3 基數(shù)
1.3.1 基數(shù)的概念
1.3.2 基數(shù)大小關(guān)系性質(zhì)
1.4 自然數(shù)與有窮集
1.4.1 集合論觀點(diǎn)下的自然數(shù) 緒論
第1章 集合論基礎(chǔ)
1.1 可數(shù)集
1.1.1 映射
1.1.2 可數(shù)集的概念
1.1.3 可數(shù)集概念的延伸
1.2 康拓爾對(duì)角線方法
1.2.1 波爾查諾的無(wú)窮觀
1.2.2 康拓爾的證明
1.2.3 自然數(shù)集的冪集(N)
1.3 基數(shù)
1.3.1 基數(shù)的概念
1.3.2 基數(shù)大小關(guān)系性質(zhì)
1.4 自然數(shù)與有窮集
1.4.1 集合論觀點(diǎn)下的自然數(shù)
1.4.2 有窮集與有窮基數(shù)
1.5 無(wú)窮集與N。
1.5.1 最小的無(wú)窮量
1.5.2 無(wú)窮集的肚量
1.6 更高的超窮基數(shù)
1.6.1 冪集的基數(shù)
1.6.2 關(guān)于冪集的康拓爾定理
1.6.3 其他超窮集的基數(shù)
1.6.4 連續(xù)統(tǒng)與連續(xù)統(tǒng)假設(shè)
本章習(xí)題
第2章 可計(jì)算性理論基礎(chǔ)
2.1 計(jì)算概念的形成與發(fā)展
2.1.1 計(jì)算概念的初識(shí)——抽象思維的進(jìn)步
2.1.2 計(jì)算概念的定義——計(jì)算本質(zhì)的揭示
2.1.3 計(jì)算概念的發(fā)展——計(jì)算方式的進(jìn)化
7.2 算法與能行過(guò)程
2.2.1 算法概念的由來(lái)
2.2.2 算法概念的描述
2.2.3 能行過(guò)程與可計(jì)算性
2.2.4 停機(jī)問(wèn)題
2.3 可計(jì)算性概念的數(shù)學(xué)描述
2.3.1 遞歸函數(shù)
2.3.2 圖靈機(jī)與圖靈可計(jì)算函數(shù)
2.4 理想計(jì)算機(jī)
2.4.1 URM模型與指令系統(tǒng)
2.4.2 URM可計(jì)算函數(shù)
本章習(xí)題
第3章 形式命題演算
3.1 命題與命題演算形式系統(tǒng)
3.1.1 命題的概念
3.1.2 命題的表示與翻譯
3.1.3 命題演算形式系統(tǒng)
3.2 命題演算形式推理
3.2.1 命題演算形式證明與定理
3.2.2 相對(duì)證明與演繹定理
3.3 命題公式的等價(jià)與替換
3.3.1 等價(jià)命題公式
3.3.2 等價(jià)命題替換定理
3.4 對(duì)偶命題公式
3.4.1 命題公式的對(duì)偶式
3.4.2 對(duì)偶原則
3.5 形式系統(tǒng)再認(rèn)識(shí)
3.5.1 形式系統(tǒng)理論
3.5.2 形式系統(tǒng)L的簡(jiǎn)化
3.6 形式系統(tǒng)的進(jìn)一步討論
3.6.1 賦值與重言式
3.6.2 L的可靠性定理
3.6.3 L的充分性定理
本章習(xí)題
第4章 謂詞演算
4.1 謂詞表達(dá)式
4.1.1 謂詞與量詞
4.1.2 謂詞表達(dá)式與翻譯
4.2 一階語(yǔ)言
4.2.1 一階語(yǔ)言g與謂詞公式
……
第5章 謂詞演算形式系統(tǒng)
第6章 一階算術(shù)形式系統(tǒng)與哥德爾不完備性定理
附錄A 習(xí)題解答
參考文獻(xiàn)