企业级编程与控制理论

作者简介

作者简介 ***·K. 雅内特（Philipp K.Janert）在德国出生长大。 他在1997年获得了华盛顿大学理论物理专业的博士学位，之后就一直从事技术行业方面的工作，其中包括在***公司工作了4年，在那里他发起并领导了几个项目，改善***的订单执行流程。 他写过两本有关数据分析的书籍，包括2010年在O’Reilly出版发行的畅销书《数据之魅：基于开源工具》（Data Analysis with Open Source Tools）。 他为CPAN做出了贡献，也是gnuplot项目的贡献者。 译者简介 方敏 方敏先生曾经在美国微软公司工作25年，退休前为**软件架构师。他对许多微软产品和服务的技术开发和测试做出了重要贡献，包括Bing搜索、Cortana、中国创新项目、Windows、Windows 服务器、Exchange 服务器、SQL服务器、COM+服务、MSN和IT等。他具有20年的工程技术团队和项目的管理经验，熟悉软件敏捷开发和经典的软件管理，注重发挥团队的优势和创新，不断地追求用户满意程度，提高产品质量和效率。方敏先生是早期微软美国华人协会的创始人之一，该协会已有几千名会员。他长期热衷于华人协会的活动和帮助员工成长，是美国西雅图地区**的职场发展专家。 赴美之前，他在中国航天部部直计算中心从事过微机开发工作。在北京清华大学获得电子工程学士和硕士学位，在美国新墨西哥州矿业技术学院获得计算机硕士学位。 方敏先生与清华大学出版社合作多年，他组织微软员工利用业余时间将多本英文软件技术书籍翻译成中文出版，包括《敏捷文化》《Windows 程序设计》《HTML5从入门到精通》《探索性软件测试》《Gamestorming》和《软件需求与可视化模型》等。方敏先生希望继续把国外有突出价值的科技管理书籍介绍给中国读者。 朱嵘 朱嵘女士曾经在美国的英国航空电子系统公司（British Airspace Electronics Systems）担任飞行实时控制计算机的质量工程师，负责空客A320、空客A340、波音737和波音747等机型的关键质量分析和故障维修。出国前在中国航天部二院担任工程师，负责红七地对空导弹的通信系统的研制和开发。朱嵘女士在哈尔滨工业大学获得了无线电工程系信息工程专业的学士学位。曾经与方敏先生合作为清华大学出版社翻译出版了《软件需求与可视化模型》一书。

内容简介

第2章 反馈系统 在前一章中使用的方法是基于反馈原理，它的基本概念可以简单地描述如下： 反馈原理：持续地将实际输出和它的期望参照值进行比较，然后对系统输入进行调整，以减少实际输出和参照值之间的偏差。 换句话说，如果输出值高于参照值，就对输入进行矫正以引导输出降低；如果输出值低于参照值，就对输入进行矫正以提高输出值。 反馈概念的基本思路是“把系统输出引导回来”，用它来计算输入值，这就产生了通用的反馈或闭环式结构（图2-1）。和它相对应的是前馈或者开环式结构（图2-2），开环结构不考虑系统的输出。 图2-1 反馈环路的结构：系统的输出被返回与参照值做比较，以便计算出系统新的输入 图2-2 开环式（或前馈式）布局的结构：系统输入直接从参照值计算得到而不考虑系统输出 反馈是在前一个输出的基础上计算下一个输入值，这表明反馈是一种叠加的解决方案。每一个控制行动仅仅是为了使系统*加接近期望值，使它向正确的方向*迈近一步。我们不去**消除参照值和输出值之间的差距，而是重复执行少量减少偏差的步骤，逐渐缩小偏差。 在讨论任何迭代方案时，自然会提出三个问题。 迭代会收敛吗？（或者 迭代会发散吗？） 它能多快收敛？（如果它一定会收敛） 它会收敛到什么值？（它会收敛到所期望的解决方案还是不同的结果？） 系统和信号 在这本书里，我们将考虑服务于各种目标的不同系统。这些系统所具有的共同特点是，所有系统都依赖于结构或者调节参数，以影响系统的行为。要想得到行为的信息，我们需要跟踪和观察不同的监视指标。在大多数情况下，希望系统能够满足或者超过事先定义的服务质量指标。因而，控制问题就是调节一组设置参数，以便被监视的指标落在服务质量范围之内。 只要考虑控制问题，配置参数就是我们可以直接影响和*纵的变量，有的时候这些变量被称为*作变量或者简单称为（控制）输入。被监视的指标是我们想要影响的变量，有时称为“过程变量”或者“控制输出”，把输入和输出放在一起就构成了控制信号。 术语“输入”和“输出”分别对应于**作和被跟踪的数量，它们**简便，我们将会经常使用。但是请记住，这些术语的目的只是与控制问题有关，和系统的功能“输入”和“输出”没有任何关系。如果一旦发现定义不清楚，请在“输入”和“输出”的位置上分别使用“可配置参数”和“跟踪指标”。 大部分情况下，我们只考虑一个控制输入和一个控制输出的系统，所以只有一个单独的可设置的参数，它可以用来影响单一的跟踪指标。虽然这看上去好像是**的情况，但是它包括了很多种类的系统。（处理具有多个输入或输出的系统在原理上讲也是可能的，但是它会带来严重的实际问题。） 我们从企业编程和软件工程资料里，选出一些系统和它们的输入及输出，列举如下。 高速缓存 跟踪的指标是命中率，可设置的参数是缓存量（缓存器能存储条目的*大数量）。 《企业级编程与控制理论》的主题是关于反馈控制技术的，但是没有多少编程人员（包括其他有关人员）了解这方面的知识。这是很遗憾的，因为反馈控制技术的产生是为了解决软件工程师们很熟悉的问题，特别是与企业系统打交道的工程师们需要了解。反馈控制是一种技术，旨在确保大型复杂系统能够稳定地运行，甚至在有外部干扰的情况下也不会*到影响，确保有效地使用有限的资源。 如果你正在寻找这样一种系统：当数据中心的数据流量出现大的跳跃时，需要增加服务器的数量，而在这个突发事件过去之后需要减少服务器的数量，那么《企业级编程与控制理论》将为你提供很好的解决方案。