植物网站设计方案,龙华区属于深圳哪个区,巴中学校网站建设,北京朝阳区小区来源#xff1a;新智元图灵奖得主、分布式系统先驱、LaTeX之父Leslie Lamport认为#xff0c;对于程序员而言#xff0c;对数学思维的强调永远不会过分#xff0c;要写出好代码#xff0c;不能惧怕数学。Leslie Lamport可能不是一个家喻户晓的名字#xff0c;但一提到和他… 来源新智元图灵奖得主、分布式系统先驱、LaTeX之父Leslie Lamport认为对于程序员而言对数学思维的强调永远不会过分要写出好代码不能惧怕数学。Leslie Lamport可能不是一个家喻户晓的名字但一提到和他有关的研究相信你一定不陌生。排版程序LaTeX和分布式系统。前者发过论文的都懂后者则使谷歌和亚马逊的云基础设施成为可能。2013年Lamport因其在分布式系统方面的工作而获得图灵奖A.M. Turing Award。这位81岁的计算机科学家对人们如何使用和思考软件有着不同寻常的思考。有了分布式系统互联网搜索、云计算和人工智能都可以协调强大的计算机器集群一起工作。不过这类系统也存在一些不可避免的问题。Lamport曾经说过「在分布式系统中你甚至不知道存在的计算机故障会使你自己的计算机无法使用。」其中最大的问题来源是 「并发系统」多个计算操作会发生在重叠的时间片段上导致了模糊不清的情况。哪台计算机的时钟是正确的在1978年的一篇开创性的论文中Lamport引入了「因果关系」的概念来解决这个问题使用的是狭义相对论的一个观点。两个观察者可能对事件的顺序有异议但如果一个事件导致了另一个事件这就消除了模糊性。而发送或接收一个信息可以在多个过程中建立因果关系。逻辑时钟——现在也称为「Lamport时钟」提供了一种推理并发系统的标准方法。有了这个工具计算机科学家接下来想知道他们如何能够系统地扩大这些连接的计算机集群的规模同时不增加错误的数量。Lamport提出了一个优雅的解决方案。Paxos这是一种 「共识算法」允许多台计算机执行复杂的任务。没有Paxos和它的算法系列现代分布式计算就不可能存在。20世纪80年代初Lamport还创建了LaTeX这是一个文档准备系统为复杂公式的排版和科学文件的格式提供了复杂的方法。现在LaTeX不仅在数学和计算机科学领域而且在大多数科学领域都已成为论文格式的主流标准。自20世纪90年代以来Lamport的工作重点是 形式验证即使用数学证明来验证软件和硬件系统的正确性。值得注意的是他创造了一种名为TLA行动的时间逻辑的 规范语言。大师专访用数学的思考写算法最近QuantaMagazine与Lamport谈了他在分布式系统方面的工作计算机科学教育的问题以及使用TLA如何帮助程序员建立更好的系统。以下是访谈内容简编。让我们从Paxos开始因为它是如此有影响力的算法。是什么让你一开始就开始研究这个问题人们正在用一些代码建立一个系统我有一种预感他们的代码试图完成的事情是不可能的。所以我决定尝试证明这一点并想出了一种算法而这些人本应在他们的系统中使用我这种算法。他们原来的算法有什么问题嗯他们其实没有算法只有一堆代码。很少有程序员从算法上思考问题。当你试图编写一个并发系统时如果你只是写代码而没有算法你的程序里就一定全是错误。介绍Paxos的那篇论文起初并没有被广泛阅读。为什么让人们无法阅读论文的原因是我喜欢通过讲故事来解释事情而且我为角色编造了一些伪希腊字母的名字。例如在论文中有一个名叫Γωυδα的奶酪检查员。我是作为数学家长大的整天和希腊字母打交道不知道非数学家会不会被这些字母完全吓坏了。 显然这对很多读者而言是个问题所以读那篇文章的人少了不少。一开始效果并不理想。虽然从长远来看它确实如此因为人们称这个共识算法系列为Paxos而不是 「viewstamped replication」这是计算机科学家Barbara Liskov对该算法的另一个称谓。在从事了这么多年的分布式系统工作后是什么让你又开始搞TLA的在20世纪70年代当人们对程序进行推理时实际上是在证明程序本身的属性再以编程语言的方式陈述出来。后来人们意识到其实应该首先说明程序应该完成什么任务即程序的行为。到了80年代初我意识到为并发系统编写这些高级规范的一个实用方法就是把它们写成抽象的算法。有了TLA我就能以一种完全严谨的方式来表达。一切都变得简单了。这就意味着基本上不能用编程语言来写算法。如果你真的想把事情做对你需要用数学的术语来写你的算法你知道这样做一定会成功的。Lamport认为在动手写代码之前要先思考和写作的重要性这需要在本科计算机科学课程中教授而现在却没有。你曾说过「如果你只是思考不写代码你只是认为你在思考而已」。这就是模型检查的作用吗模型检查是一种详尽地测试系统的小模型的所有执行情况的方法。它只是显示模型的正确性而不是算法的正确性。当模型检查测试正确性时编码只是产生代码。它并不测试任何东西。在有模型检查之前确定你的算法能正常work的唯一方法是写一个证明。在实践中模型检查会检查算法的一个小实例的所有执行情况。如果你很幸运你可以检查足够大的实例使你对该算法有足够的信心。听起来模型检查与另一种程序验证方法有关使用Coq等工具进行交互式定理证明。它们有什么不同Coq的设计是为了做真正的数学并且能够捕捉数学家所做的推理。例如Georges Gonthier就是用它来证明四色定理的。一个经过机器检查的数学陈述的证明表明该陈述几乎肯定是真的。而TLA不是为数学家设计的而是为那些想证明其系统属性的工程师设计的。上世纪90年代在花了大约15年时间编写并发算法的证明之后我了解到为了证明一个并发算法的正确性你需要做什么。TLA是一种逻辑它允许所有的完全形式化表述。而TLA则是基于此的完整语言。Lamport因在分布式系统方面的工作在2013年获得了A.M. 图灵奖。他提出的Paos算法现在已经成为一个行业的通行标准。像TLA这样的规范语言在工业界的应用并不广泛对吗你认为这是为什么呢嗯我一直在尽力推广这个规范。但基本上程序员和许多计算机科学家都被数学吓坏了。所以这是一个很艰难的推销过程。第二每一个项目都必须在匆忙中完成。有一句老话永远没有时间做正确的事。总有时间重做。因为TLA涉及前期工作你在开发过程中增加了一个新的步骤也会成为一个难点。这种努力总是值得的吗的确世界各地的程序员所写的大多数代码都不需要非常精确地说明它应该做什么。但是有些事情是重要的需要正确的。当人们建造一个芯片时他们希望这个芯片能够正常工作。当人们建立一个云基础设施时他们不希望出现会丢失人们的数据的错误。对于那种精度很重要的应用你需要非常严格需要像TLA这样的东西特别是在涉及到并发的情况下而在这些系统中通常会有并发。由Lamport在过去几十年中开发的规范语言TLA让工程人员可以以精确的数学方式描述程序要实现的目标程序员花在写代码上的时间比花在思考上的时间多这是否是一种偏见是的在编写代码之前思考和写作的重要性需要在本科计算机科学课程中教授而现在却没有。而原因是教编程的人和教程序验证的人之间没有沟通。从我所看到的情况来看错误在于这个鸿沟的两边。教编程的人不知道他们需要知道的验证。教验证的人不了解它应该如何在实践中应用。在这个鸿沟被填平之前TLA是不可能拥有大量用户的。我希望我至少能让教并发编程的人明白他们需要TLA。这样也许才会有一些希望。我感觉你对现在的计算机科学教育不太满意。是不是对觉得对数学强调得不够对数学思维的重视不够是的远远不够。 那么按你的想法本科计算机课程应该怎样设置我不是教育家所以我不知道如何教学生。但我知道人们应该学什么。他们不应该害怕数学。这只是简单的数学他们可能已经学过一门课程但不知道如何使用也不知道使用数学有什么好处。他们只是学了足够的东西来通过考试然后就把学过的东西忘了。数学家经常说他们在数学中看到了美。你是在这个领域起步的你有在算法中看到美吗我不从美不美的角度考虑。我可能有其他人的那种感觉但我会用不同的词来表达。「美」不是我对算法的评价。但是「简单性」是我非常重视的一点。最后一个问题是关于你的另一个项目 LaTeX的。想最后跟你澄清一件事。LaTeX到底怎么读是LAH-tekh还是LAY-tekh想怎么读就怎么读。我建议不要花太多的时间去考虑这个问题。参考链接https://www.quantamagazine.org/computing-expert-says-programmers-need-more-math-20220517/未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市大脑研究计划构建互联网城市大脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。每日推荐范围未来科技发展趋势的学习型文章。目前线上平台已收藏上千篇精华前沿科技文章和报告。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
