可扩展并行计算技术、结构与编程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:黄铠

出品人:

页数:530

译者:

出版时间:2000-5

价格:49.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111075806

丛书系列:计算机科学丛书

图书标签:

• 并行计算
• 软件开发方法
• 软件工程
• 计算机
• 并行计算
• 可扩展计算
• 高性能计算
• 分布式计算
• 集群计算
• 并行编程
• MPI
• OpenMP
• GPU计算
• 计算架构

《计算的边界：从微观到宏观的并行计算哲学》 在人类文明漫长的探索旅程中，对计算能力的渴求从未停止。从古代的算盘到现代的超级计算机，每一次计算技术的飞跃都极大地拓展了我们理解和改造世界的边界。然而，随着科学技术的日新月异，问题本身的复杂度呈指数级增长，传统串行计算模式已难以为继，越来越显得捉襟见肘。面对海量数据、复杂模拟以及人工智能等前沿领域的挑战，我们迫切需要一种全新的计算范式来驾驭这股奔腾不息的信息洪流。 《计算的边界：从微观到宏观的并行计算哲学》正是这样一本应运而生的著作。它并非简单地罗列现有的并行计算技术、结构或编程方法，而是深入探究并行计算背后的哲学思想、核心驱动力及其对未来科学与工程发展的深远影响。本书旨在为读者构建一个宏观的认知框架，理解为何并行计算会成为信息时代不可或缺的基石，以及它将如何塑造我们未来的计算生态。 第一章：超越摩尔定律的困境——计算范式的演进之路 本书的开篇，我们将追溯计算史的脉络，审视“摩尔定律”所代表的集成电路密度指数级增长时代所面临的物理极限和经济瓶颈。当单个处理器的性能提升速度放缓，我们不得不将目光转向“同时发生”的可能性。这一章将探讨从冯·诺依曼架构的诞生到多核处理器普及的历程，分析单核性能瓶颈如何催生了对多核、众核乃至大规模分布式计算的需求。我们将深入理解，并行计算并非简单的“堆砌”更多处理器，而是一种深刻的计算哲学转变，是从“更快”到“更多”的战略性转移。 第二章：并行性的本质——协同与分解的艺术 在这一章中，我们将剥离各种具体的并行计算技术，直击并行性的核心。我们将分析，何谓“并行”？它是在时间上还是空间上的重叠？我们如何将一个庞大、复杂的问题有效地分解成若干个可以独立或协同执行的子问题？“协同”与“分解”之间的精妙平衡，是并行计算成功的关键。本书将从数学、逻辑和实际问题的角度，探讨分解策略的多样性，以及不同粒度分解所带来的性能权衡。我们将引入“工作窃取”、“任务调度”等概念，揭示并行计算在任务分配和负载均衡方面所面临的挑战与智慧。 第三章：信息流动的哲学——通信、同步与一致性 在并行计算的世界里，独立的计算单元需要协同工作，而信息传递便是它们之间沟通的桥梁。然而，信息在不同处理器间的流动并非坦途。本书将深入探讨“通信延迟”和“同步开销”这些并行计算的“天敌”。我们将从信息论和网络理论的角度，分析通信带宽、延迟如何成为制约并行效率的关键因素。同时，我们将解析“同步”在协调并行任务中的重要性，并介绍不同的同步机制（如锁、信号量、屏障等）在不同场景下的适用性与局限性。此外，在分布式系统中，如何保证数据的一致性，即“CAP定理”所揭示的权衡，也将成为本章探讨的重点，帮助读者理解分布式系统设计中的根本性挑战。 第四章：抽象的基石——并行计算模型与编程范式 为了简化并行编程的复杂性，前人提出了多种抽象模型和编程范式。本章将不会侧重于具体的API或语言特性，而是聚焦于这些模型背后的思想。我们将回顾“共享内存模型”、“消息传递模型”等经典的并行计算模型，分析它们如何简化对底层硬件的直接操作。同时，我们将探讨“数据并行”、“任务并行”等编程范式，理解它们如何引导开发者思考问题的并行结构。本书将强调，理解这些模型和范式的哲学本质，能够帮助开发者在面对不同硬件平台和问题类型时，做出更优的设计选择，编写出更具可移植性和可维护性的并行程序，而不仅仅是遵循特定的语法规则。 第五章：构建并行引擎——从硬件架构到系统软件 本书将以宏观视角审视支持并行计算的硬件基础和软件层。我们将探讨各种并行硬件架构的演进，包括多核CPU、GPU、FPGA以及专门的AI加速器。本书将侧重于分析这些架构的设计理念如何服务于并行计算的需求，例如GPU的SIMD（单指令多数据）执行模式，其背后蕴含的“大规模数据并行”的思想。在系统软件层面，我们将审视操作系统如何管理并发进程与线程，如何提供高效的内存管理和I/O服务，以及如何支持分布式文件系统和集群管理。本书将强调，硬件与软件的协同设计，是构建高效并行计算系统的关键，而理解其背后的哲学设计，才能更好地驾驭它们。 第六章：并行计算的伦理与社会影响——智能的边界与人类的未来 随着并行计算能力的飞速提升，其对社会伦理和人类未来的影响日益凸显。本书将从更广阔的视角，探讨并行计算如何赋能人工智能、大数据分析，从而在科学发现、医疗健康、金融服务等领域引发颠覆性变革。但同时，我们也必须正视由此带来的挑战，例如数据隐私、算法偏见、就业结构调整以及对社会公平的影响。本章将引发读者对“计算的边界”与“智能的边界”的思考，以及人类在这一进程中扮演的角色。我们如何负责任地利用并行计算的力量，使其更好地服务于人类福祉，将是未来亟待解决的根本性问题。 第七章：面向未来的计算——探索新的前沿 在本书的最后，我们将展望并行计算的未来发展方向。量子计算、神经形态计算、光计算等新兴计算范式，虽然与传统的并行计算有所不同，但它们在解决特定类型问题时的巨大潜力，无不体现着对“同时处理”和“协同计算”的极致追求。本书将简要介绍这些前沿技术的哲学思路，以及它们可能如何与现有并行计算技术融合，共同开创计算的新纪元。我们将理解，并行计算的探索永无止境，它将持续推动人类认知和改造世界的边界不断向前。 《计算的边界：从微观到宏观的并行计算哲学》不提供具体的代码示例，不深入讲解某个特定框架或库的使用。它致力于为读者提供一种全新的观察和理解并行计算的方式。通过对并行计算本质、哲学思想、驱动力及其深远影响的深入剖析，本书旨在培养读者在复杂计算问题面前的战略思维和系统性认知能力，从而更好地应对信息时代带来的挑战，并为未来的技术创新奠定坚实的理论基础。它是一次关于计算本质的哲学漫游，一次关于人类智能拓展的宏大叙事。

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这部书的封面设计充满了现代感，色彩搭配沉稳而不失活力，给人一种专业且引人深思的印象。字体排版考究，主标题的粗细和间距都拿捏得恰到好处，让人一眼就能感受到内容的深度与广度。装帧工艺也相当精良，纸张手感细腻，内页印刷清晰，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。这种对细节的关注，让我对接下来的阅读内容充满了期待。我总觉得，一本好书的外在形象往往预示着其内在价值，而这本书的外观无疑为它赢得了满分。它不像那种过于花哨的科普读物，而是散发出一种扎实的学术气息，仿佛在邀请读者进入一个严谨而迷人的知识领域。

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初翻开目录，我立刻被其中章节的逻辑性和系统性所吸引。从基础概念的铺陈到复杂模型的设计，再到前沿技术的探讨，整个知识体系的构建非常完整，没有明显的断层感。作者显然在内容组织上花费了大量心血，确保了知识的循序渐进。尤其是一些核心理论的阐述，并非简单的堆砌公式或概念，而是通过清晰的逻辑链条，将看似孤立的技术点串联起来，形成一个有机的整体。这种编排方式极大地降低了理解门槛，使得即便是对某些领域仅有初步了解的读者，也能跟随作者的思路深入探索。我尤其欣赏其中对不同技术路线之间权衡分析的深入探讨，这体现了作者深厚的实践经验和宏观视野。

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阅读过程中，我发现作者在语言风格上展现出一种独特的魅力——既保持了技术文档的严谨性，又不失温度和启发性。他善于运用恰当的比喻和生活化的例子来解释晦涩难懂的原理，使得原本冰冷的技术概念变得生动起来。例如，在描述某个复杂的调度算法时，作者描绘了一个生动的场景，让我瞬间茅塞顿开。这种叙述方式极大地增强了阅读的沉浸感，让读者感觉自己不是在阅读一本教科书，而是在与一位经验丰富的同行进行深入的交流和探讨。这种“亦师亦友”的写作基调，让人愿意主动去啃食那些看似硬啃的知识点。

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书中对当前行业热点技术的覆盖广度令人印象深刻。它不仅仅停留在理论层面，更深入地结合了最新的业界实践和前沿研究成果。我注意到好几个章节对新兴架构的分析，都引用了最新的会议论文和工业界的成功案例，这使得书中的内容具有极强的时效性和前瞻性。这种紧跟时代脉搏的写作态度，对于希望站在技术前沿的读者来说，无疑是一份宝贵的财富。它提供了一个坚实的理论基础，同时又指明了未来可能的发展方向，引导读者去思考“下一步是什么”。这种既脚踏实地又仰望星空的写作布局，让人读后豁然开朗。

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总的来说，这本书的深度和广度都达到了一个很高的水准，它不是那种读完一遍就束之高阁的工具书，而更像是一本可以反复研读、常读常新的参考手册。我特别喜欢它在关键节点设置的“思考题”或“扩展阅读建议”，这些小小的设计，极大地激发了读者的自主学习能力和批判性思维。通过这本书，我不仅补足了自己在某些知识体系上的短板，更重要的是，我构建了一个更加完整、更有层次感的知识框架，这对于我未来进行复杂系统设计和优化工作，将是极具指导意义的。这本书无疑是该领域内的一部力作，值得所有从业者和研究者认真对待。

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这本书是很好的并行计算入门及提高书。适合计算机专业研究生阅读。书的译者都是交大的老师，质量是有保证的。

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对并行计算的发展进行了合理的总结，许多经典的技术和模型在现在的数据处理和分布式计算中仍能见到他们的背影，如BSP、LogP、一致性存储模型等等，作为入门书籍很不错

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对并行计算的发展进行了合理的总结，许多经典的技术和模型在现在的数据处理和分布式计算中仍能见到他们的背影，如BSP、LogP、一致性存储模型等等，作为入门书籍很不错

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度尽劫波兄弟在，相逢一笑泯恩仇~~天劫并行阿~~