级列设计理论(2)

建立级列(Hierarchical)理论，首先需要建立最广泛的模型。在量子力学中，确立了如下基本概念：
1. 确定性的态。
2. 所有态构成完备的态空间。
3. 系综(即态的集合)的动力学。
首先，状态的确定性非常重要。即使在量子力学中，量子态存在几率诠释，态函数本身在数学上仍然是确定性的，即在任一时刻，任一地点存在唯一的值。如果我们的讨论没有一个确定性的基础，那所有的推演都将变得极为困难（模糊数学目前提供的帮助很少）。而且确定状态本身就是一个极为重要的简化过程。因为一般我们可以建立Markov模型，使得系统的演化只与系统当前的状态有关，而与系统的历史状态无关，因此大大减少系统模型的参数。
其次，状态演化的结果必须仍然处在态空间中，否则我们在该空间中建立的理论就存在着"盲点"，存在着失效的可能。
第三，我们研究的不是单个状态的演化，而是综合考虑相邻的状态。
在软件世界，理论物理的这些真知灼见依然有效，只是在所有的概念前加上了"有限"这个修饰语。有限状态机(Finite State Machine)正是理论计算机科学研究的基本模型。所有的计算机都可以看作是有限状态的，因为所有的内存和硬盘能够表示的状态数是有限的。目前计算机科学中几乎所有重要的理论成果都和有限自动机理论相关。在软件编制的过程中，我们第一步所要做的也是确定系统的状态。与物理系统所不同的是，我们认为物理系统的状态及其演化规律是客观存在的，而软件系统中的规则是由开发者确立的，我们必须尽一切可能使得系统的状态能够被确定下来。例如，我们编制getXX()和toString()等函数来暴露系统的状态，以确保系统状态的可观测性；使用assert断言来确保函数执行时的状态；尽量减少函数的副作用来避免依赖函数调用历史。软件世界中态空间不完备的例子最著名的就是Y2K问题。所以很多人说，软件中最大的bug就是地址空间不足，因为这是任何技术手段都无法解决的问题。