High-Speed Computation (Nato Asi Series. Series F, Computer and Systems Sciences, Vol. 7)

High-Speed Computation (Nato Asi Series. Series F, Computer and Systems Sciences, Vol. 7) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1984-05
价格:USD 91.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780387128856
丛书系列:
图书标签:
  • High-Speed Computation
  • Computer Science
  • Parallel Computing
  • Numerical Analysis
  • Algorithms
  • Computer Systems
  • NATO ASI Series
  • Scientific Computing
  • Computational Mathematics
  • High Performance Computing
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具体描述

好的,以下是针对您提供的书名《High-Speed Computation (Nato Asi Series. Series F, Computer and Systems Sciences, Vol. 7)》所撰写的一份详细的图书简介,其内容聚焦于高性能计算领域的其他相关主题,且避免提及原书的具体内容: 并行处理架构与算法优化:迈向下一代计算范式 本书深入探讨了现代高性能计算(HPC)领域中,围绕并行处理架构的演进、大规模系统设计以及优化算法的理论与实践。在数据密集型科学研究、复杂工程模拟以及人工智能的快速发展背景下,传统串行计算的瓶颈日益凸显,推动了计算范式的深刻转变。本书旨在为研究人员、系统架构师和高级工程师提供一个全面的视角,解析当前领先的并行计算模型、硬件加速技术及其在解决棘手科学问题中的应用。 第一部分:并行计算模型与系统设计 本部分聚焦于构建和管理大规模并行系统的基础框架。首先,我们详细考察了当前主流的并行编程模型,包括消息传递接口(MPI)在分布式内存系统中的应用,以及开放标准如OpenMP在共享内存环境中的效率优化。我们不仅分析了这些模型的理论基础,更侧重于其实际部署中的挑战,如负载均衡、通信开销的最小化策略,以及异构计算环境下的编程范式选择。 随后,本书深入剖析了现代超级计算机的架构设计。这包括对集群(Cluster)计算的深入探讨,特别是节点间互连网络拓扑结构(如胖树、网格等)对整体系统性能的影响。我们详细阐述了高带宽、低延迟网络技术(如InfiniBand、Omni-Path)的设计哲学及其在数据密集型任务中的作用。此外,本书还探讨了基于加速器(如GPU、FPGA)的异构架构设计原理,分析了CPU与加速器之间的数据传输机制和内存层次结构优化。 第二部分:大规模算法的并行化与效率提升 成功的硬件平台必须与高效的软件和算法紧密结合。本部分将重点放在如何将复杂的数学模型和计算密集型任务转化为能在并行硬件上高效执行的程序。 我们首先分析了稀疏线性代数在科学计算中的核心地位。对于大规模偏微分方程求解、网络分析和图论问题,稀疏矩阵的存储格式(如CSR、COO、DIA)的选择至关重要。本书探讨了针对这些格式的并行预处理技术、迭代求解器的并行化策略,特别是Krylov子空间方法在分布式内存系统上的扩展性问题。 其次,分子动力学(MD)与计算流体力学(CFD)作为高保真模拟的代表,其算法的并行化挑战尤为突出。我们探讨了基于区域分解、域内通信优化的三维网格划分技术,以及如何高效地处理粒子间相互作用的近场/远场计算分离与加速。对时间积分方案(如显式与隐式方法)在并行环境下的收敛性和稳定性进行了细致的比较分析。 第三部分:面向特定领域的加速与新兴趋势 现代高性能计算正越来越多地受益于特定领域的硬件加速和新型存储技术。本部分关注于这些前沿发展。 我们考察了深度学习(DL)在科学发现中的日益增长的作用,并详细分析了针对卷积神经网络(CNNs)和循环神经网络(RNNs)的张量核心计算(Tensor Core)优化策略。这包括内存访问模式的优化、计算图的并行调度以及如何在有限的通信带宽下实现模型的分布式训练。 此外,本书也探讨了面向内存(In-Memory)计算和持久内存(Persistent Memory, PMEM)技术对HPC工作负载的潜在影响。分析了PMEM如何缓解传统DRAM的容量限制,并为需要持久化大规模中间结果的模拟任务提供了新的设计思路。我们审视了新的I/O模型,旨在突破传统文件系统在高吞吐量写入和读取方面的瓶颈。 最后,本书对容错与可靠性在长时间运行的模拟任务中的重要性进行了讨论。分析了Checkpoint/Restart机制的开销,以及新型的计算验证方法,以确保在数百万核心小时的计算过程中,结果的科学有效性和完整性。 本书内容面向寻求理解和掌握下一代高性能计算系统和算法的专业读者,旨在提供一个深入、实用的技术视野,以应对未来科学计算和工程模拟日益增长的规模与复杂性挑战。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《High-Speed Computation》这本书,在我眼中,仿佛是一个通往计算领域前沿的瞭望塔。我猜测,它会以一种宏大的视角,审视计算能力在现代社会发展中所扮演的关键角色。从宏观上看,它可能会分析国家层面的高性能计算战略,以及这些战略如何支撑科学研究、国家安全和经济发展。我设想,书中可能会引用大量的统计数据和案例研究,来证明高速计算在推动科技进步和解决全球性挑战中的不可替代的作用。例如,在气候变化预测方面,更快的计算速度能够支持更精确的气候模型,从而帮助我们更好地理解和应对气候危机;在疾病研究方面,高速计算能够加速基因测序和药物研发,为攻克疑难杂症带来新的希望。我尤其好奇,书中是否会探讨计算资源的分配和优化问题,比如如何有效地利用云计算平台,以及如何平衡计算成本与性能需求。我猜测,它还会涉及一些关于计算伦理和社会影响的讨论,例如,高速计算在人工智能时代的隐私问题,或者计算能力的差距可能带来的数字鸿沟。我希望这本书不仅仅是关于技术本身,更能引发我们对技术背后更深层次的思考。我期待它能提供一种前瞻性的视野,帮助我们理解未来计算的发展趋势,以及我们应该如何为迎接这些趋势做好准备。

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在我对《High-Speed Computation》这本书的构想中,它不仅仅是一本技术手册,更像是一份对未来计算趋势的预言。我设想,它可能会以一种引人入胜的方式,将抽象的理论知识转化为读者能够理解的生动图景。例如,在探讨并行计算时,书中不会仅仅罗列一堆指令集和架构,而是会通过模拟一个复杂的物理现象,来展示并行计算如何能够大幅缩短模拟时间,从而让我们能够以前所未有的精度来理解自然界的奥秘。我猜想,书中可能会有大量的图表和示意图,用可视化的方式来解释复杂的概念,比如多核处理器之间的通信机制,或者分布式系统中数据的一致性问题。这对于我这样偏向直观理解的学习者来说,是至关重要的。此外,我非常期待书中能够涉及一些与“高速计算”密切相关的应用领域,比如高性能计算(HPC)在科学研究中的突破性进展,以及其在工业界的应用,例如产品设计、气象预测、生物信息学等等。我设想,书中可能会用一些具体的案例来展示,如何通过优化计算流程,将原本需要数月甚至数年才能完成的计算任务,缩短到几天甚至几小时。这不仅仅是效率的提升,更是科学发现和技术创新的加速器。我特别好奇,书中是否会讨论一些正在兴起的新型计算范式,比如以数据为中心的计算,或者与物联网(IoT)结合的边缘计算,以及这些新兴趋势将如何进一步推动计算速度的边界。

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这本书的章节结构,我猜测,一定遵循着一种逻辑递进的模式,从基础概念的引入,到复杂技术的深入探讨,再到前沿应用的展望。我设想,第一部分可能致力于夯实基础,会详细阐述“高速计算”的定义、重要性,以及其在各个学科领域中的普遍需求。这部分可能还会回顾计算技术的发展历程,从早期的冯·诺依曼架构到如今的异构计算,勾勒出一条清晰的演进轨迹。紧接着,我期待书中会进入技术的核心部分,详细讲解实现“高速”的关键技术。这可能包括并行处理(如多核CPU、GPU)、分布式计算(如集群、云计算)、高性能内存技术、以及高效的数据传输和存储方案。书中会不会详细介绍各种并行计算模型,比如SPMD(Single Program Multiple Data)和MPMD(Multiple Program Multiple Data),以及它们在不同应用场景下的优缺点。我猜测,对于算法优化,书中也会有专门的篇幅,介绍如何设计和实现能够充分利用硬件并行性的高效算法,例如快速傅里叶变换(FFT)、矩阵乘法等经典并行算法的优化策略。此外,我非常好奇书中是否会提及一些更深层次的理论,比如计算复杂度理论在高速计算中的应用,以及如何通过理论分析来指导实际的计算优化。在我看来,一本真正有价值的学术著作,应该能够提供不仅是“怎么做”,更是“为什么这么做”的深刻见解。因此,我期待书中能够深入浅出地解释各种技术背后的原理,让我不仅仅是知其然,更能知其所以然。

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我对《High-Speed Computation》的期待,在于它所蕴含的“解决问题”的力量。我猜测,这本书不会仅仅停留在理论层面,而是会提供一系列可操作的策略和技术,来帮助读者提升计算的效率。我设想,书中可能会详细介绍各种数据并行和任务并行技术,以及如何有效地在多处理器、多线程环境中实现这些并行性。例如,它可能会深入讲解如何利用消息传递接口(MPI)和OpenMP等并行编程模型,来开发高性能的分布式和共享内存应用程序。对于我来说,最吸引人的部分莫过于那些能够直接指导实践的内容。我猜测,书中会包含大量的代码示例,展示各种算法和数据结构在并行环境下的实现细节,以及性能调优的技巧。也许还会分享一些在实际项目中遇到的典型性能问题,以及如何通过系统性的分析和优化来解决这些问题。我特别好奇,书中是否会涉及一些关于性能测试和基准测试的知识,以及如何利用这些工具来衡量和评估计算性能。我希望这本书能够让我掌握一套完整的“提升计算速度”的方法论,从而能够将所学知识应用到我的实际工作中,解决那些曾经看似棘手的计算难题。我期待这本书能成为我工作中的一本“秘籍”,助我一臂之力。

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当我第一次接触到《High-Speed Computation》这本书时,我正面临着一个棘手的计算难题,涉及到一个庞大的数据集和极其复杂的算法。我当时的想法是,或许这本书能为我提供一些突破性的思路,或者至少能让我了解行业内最新的技术动态,以便我能够优化现有的计算流程,缩短处理时间。这本书的名字本身就极具吸引力,它直接触及了我最关心的问题——“高速”。这让我想象到,书中必然会充斥着各种能够提升计算效率的策略和方法。我猜测,书中不仅仅会讨论硬件层面的优化,比如更快的处理器、更高效的内存架构,还应该会深入探讨软件层面的算法设计和优化,例如如何利用并行化、向量化指令,甚至是新的编程模型来充分发挥硬件潜力。我非常期待书中能够提供一些具体的案例分析,让我看到这些高速计算技术是如何在实际应用中发挥作用的。例如,在科学模拟领域,如何通过提高计算速度来处理更大规模、更精细的模型;在金融领域,如何通过实时高速计算来捕捉转瞬即逝的市场机会;在人工智能领域,如何加速模型的训练,从而推动AI技术的更快发展。我设想,这本书应该能够帮助我建立起一个完整的“高速计算”知识体系,从底层架构到上层应用,都能够有清晰的理解。我尤其好奇,书中是否会探讨一些非传统的计算方式,比如类脑计算或者生物计算,以及这些新兴领域是否能为我们带来下一代的高速计算革命。总而言之,我对这本书抱有极大的期望,希望它能在我解决实际问题的道路上提供宝贵的指导。

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在我对《High-Speed Computation》的想象中,它是一部关于“速度与激情”的科技史诗。我猜测,书中会以一种引人入胜的方式,展现人类在追求计算速度极限的道路上所付出的努力和取得的成就。我设想,它可能会从古代的算盘、机械计算器开始,一路讲述到如今的超级计算机和云计算。我尤其期待书中能够深入探讨,哪些关键的技术突破,例如晶体管的发明、集成电路的出现、摩尔定律的延续,是如何推动计算速度的指数级增长的。我猜测,书中还会回顾历史上一些重要的计算项目和科学发现,例如,人类首次登陆月球的计算任务,或者基因组计划的完成,以及这些任务背后所依赖的高速计算能力。我非常好奇,书中是否会涉及一些关于计算理论的里程碑式进展,例如,兰道尔的比特原则,或者信息论的发展,以及它们如何深刻地影响了我们对计算速度的理解。我希望这本书能够帮助我认识到,高速计算不仅仅是一系列技术堆叠,更是人类智慧和探索精神的结晶。我期待它能激发我对科技史的兴趣,并让我更深刻地理解,我们所处的这个信息时代,是如何一步步走到今天的。

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《High-Speed Computation》这本书,在我脑海中勾勒出的,是一幅描绘计算能力指数级增长的壮丽画卷。我猜测,它会从理论和实践两个层面,深入剖析“高速计算”的内涵。在理论层面,我期待书中能清晰地阐述计算模型,例如图灵机模型、λ演算等,以及它们与现代并行计算模型之间的联系和区别。我设想,书中会深入探讨计算复杂性理论,分析NP-hard问题等棘手问题的计算难度,以及在追求“高速”的过程中,我们所面临的根本性限制。我同样期待书中能讲解一些前沿的理论研究,例如,量子计算的原理和潜力,或者类脑计算的最新进展,以及这些新兴领域可能带来的计算范式革命。在实践层面,我猜测,书中会详尽介绍各种硬件加速技术,比如GPU架构的设计原理、CUDA编程模型,以及如何利用FPGA实现定制化的计算加速。我特别好奇,书中是否会涉及一些关于高性能存储技术,如NVMe SSD、持久化内存,以及它们如何与高速计算协同工作,以避免I/O成为新的瓶颈。我希望这本书能够帮助我理解,从基础的计算原理到最前沿的硬件技术,再到全新的计算范式,整个“高速计算”的生态系统是如何运作的。我期待它能提供一种系统性的视角,让我能够全面地把握这一快速发展的领域。

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这本《High-Speed Computation》的封面设计就有一种扑面而来的科技感,简洁有力,没有多余的装饰,让人一眼就能联想到它所涵盖的那些高精尖的计算领域。我拿到这本书的时候,就被它沉甸甸的质感所吸引,厚实的书页暗示着内容的丰富和深度,这让我对即将展开的阅读之旅充满了期待。在翻开书页之前,我脑海中浮现的,是那些在现代科学研究和工程应用中至关重要的计算任务,比如气候模型的模拟、药物分子的设计、宇宙大爆炸的推演,甚至是人工智能算法的训练,这些无不依赖于强大的计算能力。这本书,我猜测,就是对这些“高速计算”现象的全面梳理和深入剖析,它可能不仅仅是罗列技术,更是探讨了支撑这些技术背后的理论基石,以及这些技术是如何改变我们认知世界的方式。我尤其好奇书中是否会涉及并行计算、分布式计算,甚至是量子计算的最新进展,毕竟,“高速”这个词本身就蕴含着对极限的追求,对效率的极致考量。我设想,这本书的读者群体可能涵盖了计算机科学的研究者、工程师,以及对前沿科技充满好奇心的学生和爱好者。它应该能够提供一个清晰的脉络,让我们理解从传统的串行计算到如今的多核、众核、GPU加速,再到未来可能出现的颠覆性计算范式,整个计算能力的演进图景。我非常期待看到书中是如何将抽象的理论与具体的应用场景相结合的,是如何用严谨的数学语言和清晰的逻辑推理来阐述复杂的概念。我猜测,这本书的价值在于,它不仅仅是一本技术手册,更是一扇窗户,让我们得以窥见科技进步的浪潮,感受计算力量的澎湃。

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想象一下,翻开《High-Speed Computation》这本书,扑面而来的是一种严谨而又充满活力的学术气息。我猜测,这本书的作者们必然是各个领域的顶尖专家,他们将多年积累的智慧和经验凝结于此。我期待书中能够详细阐述不同硬件架构对计算速度的影响,例如,CPU、GPU、FPGA以及ASIC这些不同类型的处理器,它们在处理不同类型计算任务时各自的优势和劣势。我尤其好奇书中是否会深入分析内存带宽、缓存一致性、以及I/O瓶颈等问题,因为这些往往是限制计算速度的关键因素。我设想,书中会提供各种实用的性能分析工具和方法,帮助读者识别和解决计算瓶颈。也许还会介绍一些先进的编译器优化技术,以及如何通过指令集架构(ISA)层面的优化来提升计算效率。我非常期待书中能够包含一些经典的算法在不同硬件平台上的性能对比分析,例如,一个数值计算算法在CPU和GPU上的执行速度差异,以及背后所揭示的硬件设计理念。对于我来说,理解这些差异背后的原因,比仅仅记住几个算法的名字更为重要。我猜测,这本书的深度会非常可观,它不会满足于表面介绍,而是会深入到计算的底层原理,帮助读者建立起对高速计算的深刻认知。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师,引导我一步步探索计算速度的极限,并教会我如何在高维度和海量数据面前,找到最优的计算路径。

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这本书,在我看来,不仅仅是一部技术指南,更是一扇通往未来科技的窗户。我猜测,《High-Speed Computation》会以一种循序渐进的方式,带领读者领略计算速度不断攀升的魅力。我设想,书中可能会从最基础的二进制运算开始,逐步深入到更复杂的并行计算架构。我尤其期待书中能够详细介绍各种处理器架构的演进,从早期的串行处理器到如今的多核、众核处理器,以及GPU的崛起,以及它们各自的优势和局限。我猜测,书中会重点讲解如何利用现代硬件的并行性来加速计算,例如,如何通过向量化指令、SIMD(Single Instruction, Multiple Data)和SIMT(Single Instruction, Multiple Threads)等技术来充分发挥硬件的计算能力。我非常好奇,书中是否会涉及一些关于图形处理器(GPU)的通用计算(GPGPU)技术,以及如何利用CUDA、OpenCL等编程模型来开发高性能的GPU应用程序。对于我而言,理解这些底层的技术细节,能够帮助我更好地优化我的代码,使其在各种平台上都能获得最佳的性能表现。我希望这本书能够教会我如何“思考”并行,如何在设计算法和程序时就考虑计算的并行化,从而写出真正“高速”的代码。我期待它能成为我提升计算技能的“修炼手册”。

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