Higher-Order Components for Grid Programming

Higher-Order Components for Grid Programming pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Dunnweber, Jan
出品人:
页数:186
译者:
出版时间:
价格:$ 111.87
装帧:
isbn号码:9783642008405
丛书系列:
图书标签:
  • Higher-Order Components
  • Grid Programming
  • Functional Programming
  • JavaScript
  • React
  • UI Development
  • Component Architecture
  • Code Reuse
  • Abstraction
  • Software Design
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具体描述

A major challenge in grid computing remains the application software development for this new kind of infrastructure. Grid application programmers have to take into account several complicated aspects: distribution of data and computations, parallel computations on different sites and processors, heterogeneity of the involved computers, load balancing, etc. Grid programmers thus demand novel programming methodologies that abstract over such technical details while preserving the beneficial features of modern grid middleware. For this purpose, the authors introduce Higher-Order Components (HOCs). HOCs implement generic parallel/distributed processing patterns, together with the required middleware support, and they are offered to users via a high-level service interface. Users only have to provide the application-specific pieces of their programs as parameters, while low-level implementation details, such as the transfer of data across the grid, are handled by the HOCs. HOCs were developed within the CoreGRID European Network of Excellence and have become an optional extension of the popular Globus middleware. The book provides the reader with hands-on experience, describing a broad collection of example applications from various fields of science and engineering, including biology, physics, etc. The Java code for these examples is provided online, complementing the book. The expected application performance is studied and reported for extensive performance experiments on different testbeds, including grids with worldwide distribution. The book is targeted at graduate students, advanced professionals, and researchers in both academia and industry. Readers can raise their level of knowledge about methodologies for programming contemporary parallel and distributed systems, and, furthermore, they can gain practical experience in using distributed software. Practical examples show how the complementary online material can easily be adopted in various new projects.

《高性能数据处理:利用高级组件解锁网格计算的潜能》 在当今数据爆炸式增长的时代,如何高效、可扩展地处理海量数据已成为科学研究、工程开发乃至商业决策的核心挑战。传统的单机计算模式已难以满足日益增长的复杂计算需求,而网格计算(Grid Computing)作为一种分布式计算范式,通过聚合全球范围内异构的计算资源,为解决大规模计算问题提供了强大的支持。然而,网格计算的分布式特性、异构性以及动态变化的环境,也带来了显著的编程复杂性。开发者常常需要在底层网络通信、资源调度、容错处理以及数据一致性等方面花费大量精力,这极大地阻碍了网格计算技术的普及和应用。 《高性能数据处理:利用高级组件解锁网格计算的潜能》正是为了应对这一挑战而诞生的。本书并非一本关于“Higher-Order Components for Grid Programming”的书,而是旨在提供一套全新的视角和实践方法,帮助开发者系统性地掌握如何在复杂的网格环境中构建高性能、高可用的数据处理应用。本书的核心在于“高级组件”这一概念,它代表了一种抽象层级更高的编程模型,能够有效地封装网格计算中的复杂性,使开发者能够专注于核心的业务逻辑,而非底层的基础设施。 本书将深入探讨如何设计和实现一系列高性能数据处理的“高级组件”。这些组件并非特定于某种网格中间件或编程语言,而是遵循通用的设计原则,能够适应不同的网格环境。我们将从数据并行和任务并行的基本原理出发,逐步构建能够处理大规模数据集的分布式数据管理组件。这包括如何高效地进行数据分片、负载均衡、数据迁移以及如何在分布式环境中维护数据的一致性和可靠性。我们将探讨各种分布式文件系统和数据库的原理,并演示如何将它们抽象成易于使用的组件,供上层应用调用。 接着,本书将重点介绍智能资源调度和任务编排组件。在动态变化的网格环境中,高效地发现、选择和利用可用的计算资源至关重要。我们将深入研究各种调度算法,包括基于作业属性的调度、基于资源特性的调度以及基于历史性能预测的调度。同时,我们将探讨如何构建灵活的任务编排框架,使得复杂的计算流程能够被分解成可独立执行、可并行或串行执行的子任务,并能在网格中高效地调度执行。这部分内容将涵盖工作流管理系统(Workflow Management Systems)的设计思想,以及如何将其封装为可复用的组件。 此外,容错和可靠性组件的设计与实现是网格计算应用成功的关键。网格环境的不可靠性(如节点故障、网络中断)是常态而非异常。本书将详细介绍各种容错技术,包括状态持久化、任务重试、故障检测与恢复机制,以及如何设计能够主动检测并应对系统故障的组件。我们将探讨幂等性操作的设计原则,以及如何利用这些原则来简化容错机制的实现。 本书的另一重要组成部分是异构性管理组件。网格环境通常由多种不同架构、不同操作系统、不同编程语言的计算节点组成。如何有效地管理和利用这些异构资源是一个巨大的挑战。我们将探讨如何通过抽象层来屏蔽硬件和软件的差异,例如利用容器化技术(如Docker、Singularity)来打包和部署应用程序,或者设计能够根据节点特性自动选择最佳执行环境的组件。 最后,本书将带领读者实践如何将这些高级组件整合,构建出实际的高性能数据处理应用。我们将通过一系列案例研究,涵盖科学计算(如大规模模拟、基因测序)、大数据分析(如实时流处理、机器学习模型训练)以及高性能数据可视化等领域,展示如何利用这些高级组件来加速开发过程,并最终实现突破性的计算性能。这些案例将不仅仅是理论的演示,而是包含详细的设计思路、代码示例以及性能调优的技巧。 《高性能数据处理:利用高级组件解锁网格计算的潜能》将为有志于在分布式计算领域深入发展的研究者、工程师和学生提供一套系统性的指导。本书的目标是使读者能够理解网格计算的本质,掌握构建高性能、可扩展数据处理应用的核心技术,并能够自信地应对未来日益增长的计算挑战。本书的理念在于“授人以渔”,通过传授通用的设计思想和组件化方法,赋能读者在不断变化的计算环境中持续创新和进步。

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