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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:王永生 刘静华

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-02-01

价格:30.0

装帧:

isbn号码:9787810129442

丛书系列:

图书标签:

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科技浪潮中的数字航标：精选技术与应用深度剖析 图书名称：《前沿计算架构与软件工程实践》 图书简介： 在信息技术日新月异的今天，计算科学的边界正以前所未有的速度被拓宽。本书《前沿计算架构与软件工程实践》并非对基础操作系统的简单回顾，而是致力于深入剖析驱动现代信息社会的底层技术逻辑与高效工程方法论。我们力求为读者提供一个清晰的路线图，穿越复杂的数字迷雾，直达高性能计算与大规模软件开发的内核。 本书的结构设计旨在实现理论深度与工程实践的完美融合。内容涵盖了从硬件指令集到分布式系统设计哲学的全景式视图，重点关注那些在云计算、边缘计算以及人工智能领域扮演关键角色的新兴技术栈。 第一部分：下一代计算架构的基石 本部分将彻底超越传统个人电脑的微处理器模型，聚焦于未来计算平台的构建模块。 第一章：超越冯·诺依曼瓶颈：内存中心计算（MCC）与存内处理（Processing-In-Memory, PIM） 本章详细探讨了传统计算架构中数据搬运的巨大能耗与延迟问题。我们将深入分析PIM技术的原理，包括电阻式随机存取存储器（RRAM）和相变存储器（PCM）如何被结构化为可执行单元。内容将涉及： PIM阵列的逻辑映射与编程模型： 如何将并行化的算法（如矩阵乘法和图遍历）映射到物理内存单元上执行，并探讨其对特定数据结构（如稀疏矩阵）的优化策略。 异构内存系统的协同设计： 讨论如何在高带宽内存（HBM）和新型非易失性内存（NVM）之间进行数据生命周期管理，以优化性能和持久性。 性能评估框架： 介绍用于衡量PIM加速效果的基准测试套件，并对比其在传统CPU/GPU架构上的能效差异。 第二章：量子计算的初步探索与经典算法的量子化 虽然通用量子计算机尚在发展初期，但理解其基本原理对于评估未来计算潜力至关重要。本章侧重于量子计算的理论基础及其与经典算法的接口。 量子比特（Qubit）与量子门操作： 深入讲解超导、离子阱等主流物理实现方式的工作原理，以及如何使用基本门集（如Hadamard, CNOT）构建复杂电路。 变分量子本征求解器（VQE）与量子近似优化算法（QAOA）： 重点分析这些混合量子-经典算法在化学模拟和组合优化问题中的应用潜力。 量子纠错码（QEC）的拓扑结构： 介绍表面码（Surface Code）等主要的容错机制，及其对硬件资源的需求预测。 第三章：异构计算的深化：FPGA与领域特定架构（DSA） 本章聚焦于如何利用硬件可重构性（FPGA）和定制化芯片（DSA）来解决特定领域的性能瓶颈，特别是数据流密集型任务。 高层次综合（HLS）工具链的精进： 探讨如何使用C++或OpenCL等高级语言描述硬件，并分析编译器如何进行资源分配（如查找表LUTs、DSP块）与流水线优化。 DSA设计范式： 以深度学习加速器（如TPU的脉动阵列）为例，剖析如何通过定制数据路径来最大化吞吐量并降低功耗。 运行时系统与驱动层交互： 研究如何设计高效的驱动程序，实现主机CPU与加速器之间的高速数据传输与任务调度。 第二部分：大规模分布式系统与可靠性工程 本部分转向软件层面，探讨如何构建和维护运行在成千上万台机器上的复杂系统。 第四章：共识机制的博弈论基础与现代实现 现代分布式系统（包括区块链、数据库集群）的可靠性严重依赖于共识算法的正确性。 拜占庭容错（BFT）的理论边界： 详细分析FLP不可能性，并深入研究Paxos、Raft及其变体的状态转换图与日志复制协议。 PoW/PoS的经济安全模型： 探讨工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）在激励机制设计中如何抵抗女巫攻击和长程攻击。 跨区域一致性挑战： 讨论Spanner等全球性数据库如何通过时间戳服务（TrueTime）来解决网络分区下的事务正确性问题。 第五章：服务网格（Service Mesh）与微服务韧性 随着系统拆分到微服务架构，服务间通信的管理成为了新的焦点。 Sidecar模式的性能剖析： 分析Envoy等代理服务在L4/L7层面对延迟和吞吐量的具体影响。 流量治理策略： 深入研究熔断（Circuit Breaker）、限流（Rate Limiting）和重试策略的实现细节，以及如何通过动态配置中心进行实时调整。 分布式追踪与可观察性： 介绍OpenTelemetry标准，并阐述如何构建一个能有效关联日志、指标和追踪数据的统一监控平台。 第六章：面向云原生环境的持续交付与配置管理 本章重点关注Kubernetes生态系统中的高级应用部署与基础设施即代码（IaC）实践。 Operator模式与控制器设计： 讲解如何使用自定义资源定义（CRD）和控制器循环来自动化管理复杂应用程序的生命周期（如数据库集群的备份和恢复）。 GitOps工作流的实施： 探讨ArgoCD或FluxCD如何通过声明式配置确保环境状态与Git仓库的同步，并引入策略即代码（Policy-as-Code）的概念，如使用OPA Gatekeeper进行安全合规性检查。 无服务器（Serverless）计算的性能陷阱： 分析冷启动问题、资源限制（如内存、CPU Bursting）以及云函数调用链的优化方法。 第三部分：面向未来的人工智能工程化 本部分关注如何将前沿的机器学习模型安全、高效地部署到生产环境中。 第七章：模型压缩、量化与边缘部署 为了在资源受限的设备上运行大型模型，模型瘦身技术至关重要。 结构化剪枝与非结构化稀疏化： 对比不同剪枝方法对模型精度和硬件加速器兼容性的影响。 低比特量化（INT8/INT4）的误差分析： 深入探讨量化感知训练（QAT）和后训练量化（PTQ）的技术细节，并分析激活函数对量化误差的敏感性。 模型推理引擎的优化： 介绍TensorRT或OpenVINO等推理框架如何利用特定硬件的指令集（如AVX-512, Tensor Cores）进行算子融合与内存布局优化。 第八章：联邦学习与隐私保护计算 本章探讨在数据不出本地的前提下进行模型训练的新范式，以及保障数据隐私的技术手段。 联邦平均算法（FedAvg）的收敛性分析： 讨论客户端异构性（Non-IID Data）对全局模型性能的影响及相应的优化算法。 差分隐私（Differential Privacy, DP）在模型聚合中的应用： 讲解如何通过添加噪声来量化隐私泄露风险，并平衡隐私保护强度与模型实用性。 同态加密（HE）的基础： 简要介绍全同态加密技术在安全多方计算场景中的应用前景，尽管其实用化仍面临巨大的计算开销。 通过对这些前沿和实践领域的全面覆盖，《前沿计算架构与软件工程实践》旨在培养读者超越表面工具使用的能力，深入理解驱动当前及未来信息系统的核心技术原理，从而成为构建下一代复杂系统的关键力量。本书适合具备一定计算机科学基础，渴望在高性能计算、分布式系统或人工智能工程领域深耕的工程师、研究人员和高级学生阅读。

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我是一名刚接触编程不久的学生，对Python这门语言非常感兴趣，听说它应用广泛，门槛也相对较低。我希望找到一本能够从零开始，系统讲解Python基础知识的书籍。这本书最好能涵盖变量、数据类型、控制流、函数、模块等核心概念，并且有大量的代码示例，能够让我边学边练。我希望这本书不要过于理论化，而是注重实际操作，能够帮助我理解代码是如何运行的，以及如何用Python解决一些简单的问题。如果书中还能介绍一些Python常用的第三方库，例如NumPy、Pandas等，并提供一些简单的应用场景，那就更好了。我想通过这本书建立起扎实的Python编程基础，为以后深入学习更高级的内容打下坚实的基础。

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作为一名技术爱好者，我一直对计算机硬件的组装和维护很感兴趣。我想找一本能够详细介绍电脑硬件组成、各种组件的功能、兼容性以及组装步骤的书籍。我希望这本书能够清晰地解释CPU、主板、内存、显卡、硬盘、电源等各个部分的原理和作用，并提供一些实用的组装技巧和注意事项。此外，如果书中还能包含一些关于电脑故障排除、日常维护以及升级硬件的指导，那就更完善了。我希望通过阅读这本书，能够让我对电脑硬件有一个全面的认识，并且能够自己动手组装一台电脑，或者对现有的电脑进行升级和维护，更好地理解和掌握计算机的运行机制。

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最近迷上了摄影，想找一本关于后期处理的入门书，能够系统地讲解PS和Lightroom的常用功能，最好还能提供一些实用的调色技巧和构图指导。之前看过一些零散的教程，但总觉得不够深入，很多操作细节也理解得不够透彻。希望这本书能帮我理清思路，从基础操作到进阶技巧，一步步掌握后期处理的精髓，让我的照片更加出彩。特别希望能有一些案例分析，能够让我模仿学习，并能理解为什么这样处理。另外，如果书中包含一些不同风格照片的后期思路，例如人像、风光、静物等，那就更完美了。我希望这本书能够像一位耐心的老师，带领我一步步走出迷茫，真正学会运用工具，而不是死记硬背。

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我的工作涉及到大量的文档撰写和信息整理，经常需要使用Word和PowerPoint来完成报告和演示文稿。我一直觉得自己在这些软件上的操作效率不高，很多高级功能也不太熟悉。我希望找到一本能够帮助我提升Word和PowerPoint使用效率的书籍。这本书最好能够详细讲解文档排版、样式设置、宏命令、SmartArt图形、演示文稿设计原则、动画效果设置等方面的技巧。我希望通过阅读这本书，能够让我快速地制作出专业、美观的文档和演示文稿，节省宝贵的时间，并且能够更有效地传达我的信息。如果有关于如何提高工作效率的一些方法论，并结合软件操作进行讲解，那就更令人期待了。

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我最近正在准备考取一项与计算机相关的职业资格证书，其中有一部分内容涉及到基础的办公软件操作，尤其是Excel在数据处理方面的应用。我想找一本能够详细讲解Excel函数、数据透视表、图表制作以及一些数据分析技巧的书籍。市面上有很多Excel教程，但有些过于偏向游戏化或者娱乐化，缺乏系统性和深度，不太适合我这种有明确学习目标的读者。我希望这本书能够提供清晰的步骤和丰富的实操练习，帮助我快速掌握Excel的核心功能，并在实际工作场景中得以应用。如果有相关的实际案例分析，能够展示如何利用Excel解决实际问题，那就再好不过了。我需要的是一本严谨、实用、能够帮助我提升技能的书。

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