计算科学

本书是一部关于计算机辅助生物制造领域前沿技术和工艺的论文集，由Wiley-Blackwell出版的顶尖的杂志上精心挑选的论文组成。读者通过该书能够从本质上理解当今的计算机辅助生物制造的技术和工艺。

计算机辅助生物制造，也称为快速原型法、分层制造或自由形态固体制造，是一门新技术，包括三维可累加的逐层制造技术，结合添加剂材料的选择，可制造出具有生物特性的结构，这种技术充分运用了计算机辅助设计系统。计算机辅助生物制造诞生于20世纪后期，由几个研究组独立研究发展而来，包括三维系统公司、Stratsys公司、MIT和德州大学Austin分校。在计算机辅助生物制造中，计算机辅助设计的表面被转化为一系列的多边形逼近（称为镶嵌技术）并且切分成一系列的横截面。计算机辅助生物制造分为直接型和间接型两种。直接型方法包括固态、液态和粉末状的辅助添加材料；间接型方法包括用计算机处理可用于计算机生物制造的模型或模具，例如计算机辅助生物制造方法可以用于创建用于熔模铸造、砂型铸造或注塑成型的结构。间接型方法与直接型方法相比，优势在于在结构最终成型之前可以节省具有某些化学的、腐蚀性的、生物的和机械的特性的材料，因为这些材料并不需要在计算机辅助生物制造中出现。本书旨在阐述最近由计算机辅助生物制造技术所制造的大量医疗设备所投入的技术，包括病人特制义肢，微型结构医疗设备，人造组织等。计算机辅助生物制造在未来10年将在医疗护理方面发挥更大的作用，它将主导着生物和医疗设备的结构设计制造。

本书内容共有14章：1. 计算机辅助生物制造：导论；2. 多尺度骨头诊断的计算机系统：二维微观尺度的有限元分析系统；3. 基于淀粉的分层纤维支架结构在骨组织工程中的应用；4. 快速原型法制作三维支架的细菌和应用白念珠菌粘附技术制造骨头更替材料；5. 生物黏合剂的喷墨式打印技术；6. 羟基磷灰石造骨细胞复合的激光细微加工；7. 双光子聚会物与陶瓷混合材料在皮肤渗透型药物研制中的应用；8. 生物陶瓷药物释放体在三维粉末印刷期间的生物活性的同时稳定性；9. 选择性激光熔化工艺制造钛椎间融合器的拓扑结构优化和机械进化过程；10. CT摄像机监控电流刺激切除神经的退化肌肉的生长情况和由电流刺激诱导的组织结构改变及其立体平版的三维建模；11. 烧蚀鼻子肿瘤手术后利用计算机辅助设计（CAD）－计算机辅助制造（CAM）技术构造临时假鼻体：一个试验案例的报道；12. 个人预制的重构上颚骨假体；13. 快速原型法教学模型在胎儿畸形研究中的应用；14. 骨架材料通过CT扫描的非入侵性考古和三维结构重建。

本书适合计算机生物辅助设计、生物医疗设备设计、医疗护理等领域相关研究人员阅读。

“智能”究竟是什么，这是一个令人着迷的问题。从古至今，无数最优秀的头脑从各个角度对这个问题进行过思考。信息科学的诞生为这个问题的解答增添了新的解释维度。虽然人们仍然没有完全揭开谜底（也许永远也无法彻底揭开），但是现在人们相信这个问题一定与信息的交换相关。随着互联网的诞生和发展，信息的交换更加便捷，每一个人也可以轻松掌握过去难以想象的丰富信息，人们仿佛变得比以前更加聪明。有人甚至提出“全球脑”的概念，认为地球已经可以统一成一个大脑，而每一个人则是一个神经元。在这种大背景下，如何将人脑中和数字媒体中的信息有机整合起来进行统一的描述呢？我们需要一种新的语言来对语义空间进行统一，这就是本书提出的信息经济源语言（Information Economy Meta Language, IEML）试图完成的事情。

互联网和数字媒体为人们开辟了宽广的信息存储空间，借助它们人类的记忆能力达到了空前的水平。但是这些统一以二进制符号被存储起来的信息还只是停留在符号层面上的统一，缺乏语义上的统一性，更无法与人脑中的信息语义进行对接，因此人们在对数字空间进行信息的定位和解释时存在很多的不一致性，这制约了人们对信息的使用方式。因此本书作者试图提出一种在语义空间上进行统一描述的源语言IEML，将所有信息涉及到的语义进行统一描述。

本书分为两册，在上册中作者着重讨论了建立这样一种描述语言的可能性以及需要考虑的问题，在下册中作者对IEML语言进行了详细的描述。上册共分为15章：1. 引言；2. 信息的属性；3. 符号认知；4. 创造性对话；5. 人类科学的方法论转变；6. 信息经济；7. 心理科学介绍；8. 计算机科学观点：自反智能；9. IEML语义空间介绍；10. IEML源语言；11. IEML语义机；12. 超级皮质；13. 诠释型存储；14. 人文观点：面向精确的知识；15. 群体智能观察。

本书作者皮埃尔·列维教授是目前研究人类社会与赛博空间社会关系的国际著名哲学家，以其1994年首先提出的“群体智能”概念而闻名世界。1993-1998年他在巴黎第八大学担任教授研究“群体智能”和“知识社会”。2002年以来他在渥太华大学通信系担任教授领导加拿大“群体智能”领域的研究，并于2004年被授予加拿大皇家学院院士。

本书主题新颖前瞻，内容广博，图文并茂，深入浅出，适合“社会计算”、“群体智能”等相关领域的研究生、科研人员参考。

本书是一本关于云计算前沿技术的论文集，探究云计算技术的模式并展望云计算在科学、工业、商业和消费等领域的潜在发展方向。本书旨在阐明云计算技术的机制，通过研究现有的云计算技术、数据存储和云服务应用的实际案例，指出当前云计算服务提供商的发展水平和技术瓶颈。

云计算技术是最近在信息和通信行业中兴起的热门话题，它是一种基于互联网的计算模式，通过网络互连，共享计算机的软硬件资源和数据信息。这种“云”技术是从传统的大型数据中心发展演变过来的，但它和大型数据中心有本质的不同，即它通过互联网屏蔽了数据中心底层的技术细节，用户只需根据自己对计算资源、数据存储和信息传输的需求，申请相应的服务并付费。云计算服务分三个层面：基础设施级服务（IaaS），平台级服务（PaaS）和软件级服务（SaaS）。云计算技术极大降低了计算、应用托管、内容存储和数据传输的代价，至少在今后20年，云计算这门新技术将对我们的科学研究领域和社会产生极大的影响。

全书分为六部分，共25章。第1部分，云计算的基础，含第1-4章：1. 云计算导论；2. 向云端转移；3. 强调“整合即服务”模式的云计算时代；4. 企业云计算模式。第2部分，基础设施级服务，含第5-8章：5. 虚拟机的供应和转移服务；6. 提供基础服务的虚拟机管理；7. 强调采用集群作为服务的云计算环境；8. 云计算中可靠的分布式数据存储技术。第3部分，平台级服务和软件级服务（PaaS／IaaS），含第9-14章：9. Aneka---整合私有云和公共云；10. 彗星云：一种自动的云引擎技术；11. T-系统的基于云计算解决方案的商业应用；12. 云的工作流程引擎；13. 理解云计算环境下的科学应用；14. 映射化简（Map Reduce）编程模型及其实现。第4部分，监控和管理，含第15-17章：15. 云计算的结构体系；16. 云计算中的SLA管理：云服务供应商的前景；17. 在云环境下高性能计算的（HPC）性能预测。第5部分，应用案例，含第18-21章：18. AWS云计算中构建应用软件的最佳示例；19. 基于云计算的大规模多玩家在线游戏；20. 采用云计算构建内容传递网络；21. 资源云的聚合技术。第6部分，管理方法和案例学习，含第22-25章，22. 云计算时代的组织和管理变更；23. 在云计算中的数据安全问题；24. 云计算中的法律问题；25. 实现云服务的产品化。

本书适合计算机系统设计师、从业人员、开发者和研究生，是进入云计算领域研究人员的理想参考书籍。

本书是一本关于地理建模的专著，主要从地理建模基本理论、基于地理元胞自动机（GCA）的计算机动态建模技术和一般的地理代理系统（GAS）三个方面阐述地理建模的最新进展。

地理学是人类和社会科学中一门重要的学科。随着电子信息技术的发展，我们可以借助信息技术的手段研究地理学。元胞自动机的诞生使我们进入了研究地理学的复杂范式时代。20世纪80年代末，由于人工智能、目标规划、分布式智能等技术的发展，出现了多代理系统。这些技术日后在物理学、生物学和计算机科学领域有了长足的发展，并被广泛应用于地理学的研究中。地理信息系统（GIS）是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是在计算机上对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行储存、计算和可视化的技术系统。地理建模是地理信息系统的一个关键环节，从上世纪80年代就开始的地理建模研究，由制图学、空间分析技术和几何学的共同推动下，并且随着微型计算机时代的到来取得了大量硕果。在21世纪初，地理建模面临的挑战将进入动态空间建模这样一个更高的水平：动态空间建模。要到达这个目标不但需要运算能力更加强大的计算机，而且需要发展更加成熟的制图软件、空间分析技术、复杂性理论和模拟工具以及物理学等其它学科领域的发展和推动。作者旨在让读者分享他多年从事动态空间建模领域研究的成果和经验。

本书内容分为三个部分，共10章，第1部分，地理空间的结构，含第1-6章：1. 结构和系统的概念；2. 空间和几何；3. 拓扑结构；4. 物体和地理对象；5. 时间和动力学；6. 立体空间的相互作用。第2部分，基于元胞自动机的建模，含第7-8章：7. 元胞自动机（CA）的概念和形式化；8. 一些地理元胞自动机模型的实例。第3部分，地理代理系统的一般模型，含第9-10章：9. 建立集成模拟平台的理论过程；10. 地理代理系统的形式化本体。

本书适合作为地理科学研究生的教材，也是地理研究人员、地理信息系统软件开发者和计算机科学家学习最新地理建模知识的参考书籍。