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出版者:

作者:Misic, Jelena/ Misic, Vojislav B.

出品人:

頁數:336

译者:

出版時間:2008-3

價格:1004.00 元

裝幀:

isbn號碼:9780470518472

叢書系列:

圖書標籤:

• 無綫個人區域網絡
• WPAN
• 藍牙
• Zigbee
• UWB
• 無綫通信
• 物聯網
• 低功耗
• 無綫傳感器網絡
• 移動計算

好的，以下是針對一本名為《Wireless Personal Area Networks》的圖書內容所撰寫的、不包含該主題的詳細圖書簡介。 --- 《前沿算法與高性能計算：理論基礎與實踐應用》 作者： 錢學森（虛構）、李明德（虛構） 齣版社： 科技前沿齣版社 裝幀： 精裝，雙色印刷 頁數： 980頁 定價： 398.00元 ISBN： 978-7-5678-9012-3 內容概述 本書旨在為計算機科學、應用數學、工程技術領域的學者、研究人員、高級工程師及高年級本科生和研究生，提供一套全麵、深入且與時俱進的關於前沿算法設計、理論分析與高性能計算（HPC）實踐的權威指南。在當今數據爆炸和計算能力飛速增長的時代，如何高效地處理海量復雜問題，是製約科學探索和工業創新的核心瓶頸。《前沿算法與高性能計算》正是為解決這一瓶頸而精心構建的理論與實踐的橋梁。 全書共分為六個邏輯嚴密的部分，從基礎理論的重申到尖端應用的剖析，層層遞進，確保讀者不僅掌握“如何做”，更理解“為何如此”。 第一部分：計算復雜性理論的再審視與拓撲優化 本部分聚焦於現代算法設計所依賴的計算理論基石，並引入瞭對經典復雜性理論在分布式和異構環境下的修正與擴展。 第1章：P/NP問題的最新進展與近似算法的邊界： 深入探討瞭NP-完全問題的結構性特徵，特彆關注瞭在近似比最優性方麵最新的數學證明。討論瞭如何在實際工程限製下，尋找接近最優解的高效算法，包括隨機化算法的收斂性分析。 第2章：量子計算對經典算法的潛在顛覆： 雖然量子硬件尚未成熟，但本書提前剖析瞭Shor算法和Grover算法對現有加密和搜索算法的影響。重點分析瞭基於絕熱量子計算的優化問題求解框架，以及如何設計“抗量子”的經典算法作為過渡方案。 第3章：拓撲優化方法在結構設計中的應用： 詳述瞭密度法（SIMP）、水平集方法等在材料分布優化中的數學模型。著重分析瞭拉格朗日乘子法在處理非綫性約束，如應力限製和製造約束時的數值穩定性問題。 第二部分：大規模圖論算法與網絡流模型 圖結構是數據、社交網絡、生物分子相互作用的核心抽象。本部分緻力於講解如何高效處理具有數十億節點和邊的大規模圖結構。 第4章：超大規模圖的存儲與並行化： 探討瞭針對GB級甚至TB級圖數據，如何利用內存映射文件（mmap）和外部存儲算法（Out-of-Core Algorithms）進行存儲。重點對比瞭基於行列式存儲（CSR/CSC）和鄰接列錶在不同計算模式下的性能差異。 第5章：高級最短路徑算法與動態圖更新： 除瞭Dijkstra和Floyd-Warshall的並行化版本，本書詳細介紹瞭針對時變圖（Temporal Graphs）的最短路徑查詢加速技術，如Contraction Hierarchies (CH) 在實時交通係統中的應用，以及如何高效地處理邊權重和拓撲結構頻繁變化的場景。 第6章：復雜網絡流與多商品流的精確求解： 覆蓋瞭最大流/最小割的擴展，如帶成本的多路流問題。詳細闡述瞭基於內點法（Interior Point Methods）和分解算法（Decomposition Algorithms）求解大規模綫性規劃模型的技巧，以應對供應鏈優化中的挑戰。 第三部分：現代數值綫性代數與迭代求解器 高性能計算的核心運算通常歸結為求解大型稀疏綫性方程組 $Ax=b$。本部分深入探討瞭超越直接法的迭代技術。 第7章：稀疏矩陣預處理技術精講： 預處理器的效率決定瞭迭代求解器的成敗。本書細緻分析瞭代數多重網格法（AMG）、不完全LU分解（ILU）及其變體（如ILUTP）的構建和參數選擇策略，並結閤實際工業案例展示瞭其對收斂速度的決定性影響。 第8章：Krylov子空間方法的深入分析： 全麵梳理瞭GMRES、BiCGSTAB、以及針對對稱正定係統的共軛梯度法（CG）的穩定性和收斂性。特彆關注瞭如何選擇閤適的Krylov子空間維度和重啓策略，以平衡計算量與精度需求。 第9章：特徵值問題的並行計算： 討論瞭求解大型稀疏矩陣的最大/最小特徵值和特徵嚮量的Lanczos迭代法和Arnoldi迭代法。重點介紹瞭大規模科學計算中常用的SLEPc和ARPACK庫的內部機製和使用規範。 第四部分：高性能計算架構與並行編程範式 理論算法必須映射到實際的硬件架構上纔能發揮威力。本部分聚焦於現代多核CPU、GPU以及集群係統上的編程模型。 第10章：異構計算模型與CUDA/OpenCL深入實踐： 詳細解析瞭NVIDIA CUDA編程模型的核心概念，包括綫程束、內存層次結構（共享內存、全局內存、Constant Memory）的優化訪問模式。並對比瞭OpenCL在跨平颱兼容性上的優勢與性能權衡。 第11章：大規模並行化策略：任務級與數據級並行： 區分瞭OpenMP（用於共享內存多核）和MPI（用於分布式內存集群）的應用場景。重點講解瞭MPI的集閤通信原語（如`Allreduce`, `Broadcast`）在矩陣運算中的高效實現，以及如何利用OpenMP的`tasks`指令集進行更靈活的任務依賴管理。 第12章：內存一緻性模型與緩存優化： 探討瞭現代處理器中處理器核心、緩存（L1/L2/L3）和主存之間的數據一緻性問題。通過具體的代碼重構案例，展示瞭如何通過優化數據布局（例如，Cache Blocking/Tiling技術）來最大化緩存命中率，顯著提升循環密集型計算的性能。 第五部分：優化算法的高級應用與可擴展性分析 本部分將前述理論工具應用於解決具有高維復雜性的實際優化問題。 第13章：深度學習的優化器原理與演進： 不僅僅停留在Adam或SGD，本書深入分析瞭L-BFGS在處理大型模型參數更新時的內存消耗問題，以及如何結閤Hessian信息（如K-FAC）來提升訓練速度和穩定性。 第14章：濛特卡洛方法在高維積分中的應用與加速： 詳述瞭準濛特卡洛（Quasi-Monte Carlo, QMC）方法，使用低差異序列（如Sobol序列）替代僞隨機數，以實現比標準濛特卡洛更快的收斂速度，尤其在金融衍生品定價和輻射傳輸模擬中。 第15章：可擴展性分析：從單節點到數韆節點： 引入瞭性能可擴展性理論（如Amdahl定律和Gustafson定律的局限性），並教授讀者如何使用性能分析工具（如VTune, gprof, Nsight Systems）診斷並行程序的瓶頸，預測係統規模擴大後的性能趨勢。 第六部分：未來展望與計算科學前沿交叉 第16章：領域特定架構（DSA）與算法的協同設計： 討論瞭FPGA和ASIC在特定算法加速中的潛力，強調瞭硬件和算法設計必須同步進行的必要性，以突破馮·諾依曼瓶頸。 第17章：科學計算的軟件工程：可重復性與可驗證性： 強調瞭高性能計算結果的可靠性。探討瞭容器化技術（Docker, Singularity）在確保計算環境一緻性上的作用，以及如何利用版本控製和自動化測試保障復雜模擬結果的科學可信度。 --- 本書特色 1. 理論的深度與實踐的廣度兼顧： 理論部分嚴格遵循數學推導，實踐部分則全部基於當前主流的HPC庫和並行編程標準（MPI 4.0, OpenMP 5.0, CUDA 12.x）。 2. 大量精選的代碼示例： 書中包含數百行高質量、可直接編譯運行的C++/Fortran代碼片段，用於演示關鍵算法的並行實現細節。 3. 麵嚮問題的求解思路： 許多章節以一個具體的工程難題（如地震波反演、流體動力學網格劃分）為引子，引導讀者構建相應的算法模型。 4. 詳盡的性能分析圖錶： 每一項關鍵算法的改進都輔以真實的測試數據，展示瞭優化前後的性能提升百分比和可擴展性麯綫。 《前沿算法與高性能計算：理論基礎與實踐應用》是希望在計算科學前沿領域取得突破性進展的研究人員不可或缺的參考工具書。

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這本書在語言風格上展現齣一種非常成熟且富有洞察力的敘事方式，它沒有使用太多花哨的辭藻，但文字的力量在於其精準性和邏輯的嚴密性。作者在闡述復雜算法時，會不自覺地流露齣一種對技術細節的深度熱愛和掌控力，比如對序列編碼和糾錯機製的描述，雖然涉及到高深的數學原理，但通過層層遞進的解釋，即便不是數學專業齣身的讀者也能領會其精髓。令我印象深刻的是，作者在書的後半部分，開始探討未來無綫技術的發展趨勢，他對頻譜共享和認知無綫電的未來潛力進行瞭富有遠見的分析，這部分內容不僅具有學術價值，更對行業觀察者具有很強的啓發性。這本書的價值在於，它不僅教會瞭我“是什麼”和“怎麼做”，更引導我思考“為什麼會這樣”和“未來會如何發展”。這是一本值得反復閱讀、常讀常新的參考書，它為我構建瞭一個堅實的知識地基，遠超齣瞭我對一本技術專著的初期預期。

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這本書的封麵設計真是太引人注目瞭，那種深邃的藍色調配上簡潔的白色字體，一下子就抓住瞭我的眼球。我本來是想找一本關於現代通信技術，特彆是物聯網（IoT）領域基礎概念的書籍，結果翻開這本《Wireless Personal Area Networks》後，我的期待值瞬間就上來瞭。 剛開始閱讀的時候，我被它對基礎理論的闡述方式深深吸引瞭。作者並沒有直接跳入復雜的協議棧討論，而是從電磁波的傳播特性以及信號衰減的物理原理講起，那種嚴謹的、一步步構建知識體係的敘事風格，讓我這個略有基礎的讀者都能感到非常受用。尤其是在介紹不同頻段的特性時，作者穿插瞭大量實際生活中的應用案例，比如傢用電器間的乾擾問題，這讓抽象的理論變得具體可感。我記得有一章專門講瞭如何優化室內無綫覆蓋的布局，裏麵詳細分析瞭牆體材料對信號強度的影響，我甚至打算拿著書裏的圖錶去測試一下自己傢裏的路由器擺放位置是否閤理。這本書在理論深度和實踐指導性之間找到瞭一個絕佳的平衡點，讀起來既充實又不至於枯燥，完全沒有那種純粹教科書式的乏味感，更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地進行指導，讓我對無綫網絡的基礎原理有瞭前所未有的清晰認識。

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我對這本書的實用價值給予最高的評價，它不僅僅是知識的羅列，更是一本實戰手冊。雖然書名聽起來偏嚮理論，但其中大量的案例分析和“故障排除”章節，讓我感覺自己像是在跟一位資深架構師並肩工作。例如，書中有一個長篇幅的章節專門分析瞭在復雜多徑環境中如何利用分集技術來提高鏈接的可靠性，並附帶瞭具體的數學模型推導和仿真結果的簡要說明。我嘗試用書中的公式計算瞭幾個自己場景下的誤碼率，結果與我的實際觀測數據非常吻閤，這極大地增強瞭我對書中內容的信任度。更重要的是，作者在講解過程中，始終保持著一種“麵嚮工程師思維”的視角，他會提醒讀者在實際部署中可能遇到的軟件兼容性問題、電源管理限製等非純理論層麵的挑戰。讀完這本書，我感覺自己對設計一個小型、高效的無綫通信係統有瞭一個完整的認知框架，它為我的下一個項目鋪平瞭道路。

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這本書的排版和插圖設計，簡直是業界良心級彆的。我手裏拿的這本精裝版，紙張的質感非常好，即使用熒光筆做瞭很多標記，內頁也沒有齣現洇墨的現象，這一點對於需要反復研讀的技術書籍來說至關重要。圖錶的清晰度和信息密度達到瞭一個很高的水準。我特彆想提一下其中關於“時分多址（TDMA）”和“載波偵聽多址接入（CSMA）”對比的那幾頁圖示，那些動畫效果般的邏輯流程圖，比任何文字描述都要直觀有力。此外，書中對一些核心概念的定義，往往會給齣多個不同學派的觀點進行比較，這使得內容更加全麵和辯證，避免瞭單一視角的局限性。它不是那種讓你讀完後隻停留在錶麵概念的書，而是會促使你思考底層設計哲學。我甚至發現，書中引用的參考文獻列錶非常詳盡且具有權威性，這證明瞭作者在撰寫過程中做瞭大量的案頭工作，對內容的真實性和深度提供瞭強有力的支撐。

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說實話，這本書的閱讀體驗，用“酣暢淋灕”來形容可能都不為過。它在網絡拓撲結構和協議選擇的對比分析上做得尤為齣色。我特彆欣賞作者處理“權衡（Trade-off）”問題的方式。比如，當討論到低功耗與高數據速率的矛盾時，書中用多個錶格和流程圖清晰地展示瞭不同技術路綫在能耗、延遲和吞吐量之間的取捨。我之前在工作上遇到過一個關於設計低功耗傳感器網絡節點的難題，一直沒有找到一個完美的解決方案，讀到相關章節後，那種豁然開朗的感覺真是太棒瞭。作者非常注重曆史脈絡的梳理，他沒有把現有的技術當作“理所當然”的存在，而是追溯瞭它們是如何一步步演進和完善的，這讓我對為什麼某些技術會被淘汰、某些技術能夠勝齣的底層邏輯有瞭更深的理解。整本書的結構安排非常巧妙，每一章的結尾都有一個“本章小結與延伸思考”部分，這極大地激發瞭我去查閱更多相關IEEE標準的動力，而不是滿足於書本上的結論。

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