并行计算技术及其应用

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页数:270
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出版时间:2007-8
价格:22.00元
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isbn号码:9787562423584
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图书标签:
  • 计算机
  • 并行计算
  • 中国
  • 并行计算
  • 并行编程
  • 高性能计算
  • 分布式计算
  • 集群计算
  • 多核处理器
  • GPU计算
  • 科学计算
  • 工程计算
  • 计算机体系结构
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具体描述

《并行计算技术及其应用》内容包括并行算法、并行计算机体系结构、编程和应用,重点介绍了并行计算基本理论和实现技术,以及网络环境下的并行分布式计算技术。《并行计算技术及其应用》在第一版的基础上做了较大改动,新增并行程序设计的环境和编程方法,对当前的并行计算学术前沿——网络计算、P2P计算和集群计算技术进行了初步介绍。

《并行计算技术及其应用》供计算机专业师生选作教材之用,也可供有关人员参考。

《并行计算的理论基石与前沿探索》 在计算科学飞速发展的今天,如何更高效地处理海量数据、解决复杂问题,成为驱动科技进步的关键。本书《并行计算的理论基石与前沿探索》深入剖析了并行计算的核心理论,并在此基础上,引领读者领略其在各个尖端领域的广泛应用与最新动态。 本书并非对特定著作的概述,而是旨在构建一个清晰、严谨的并行计算知识体系。我们将从最基础的概念入手,系统阐述并行计算的定义、分类及其出现的历史必然性。读者将理解从串行计算向并行计算演进的驱动力,以及不同并行计算模型的优势与局限,例如共享内存模型、分布式内存模型以及混合模型等,并探讨其背后的通信机制和同步策略。 在理论层面,本书将详尽介绍实现并行计算的关键技术。这包括对并行算法设计方法的深入研究,如任务分解、数据分解、映射与调度等,并会结合经典的并行算法示例,例如矩阵乘法、快速傅里叶变换(FFT)以及图算法等,来生动展示这些理论的实际应用。此外,我们还将探讨并行编程模型和语言,包括MPI(Message Passing Interface)、OpenMP(Open Multi-Processing)以及CUDA(Compute Unified Device Architecture)等,并分析它们在不同硬件平台上的适用性。 本书的另一重要篇章将聚焦于并行计算在现代科学与工程领域的突破性应用。我们将一一解析并行计算如何赋能以下关键领域: 高性能计算(HPC)与科学模拟: 探讨并行计算在天气预报、气候建模、流体力学模拟、粒子物理学研究以及天文学模拟等领域的关键作用。我们将深入分析如何利用大规模并行计算集群来加速复杂的物理过程模拟,从而推动科学发现的边界。 人工智能(AI)与机器学习(ML): 详细阐述并行计算在深度学习模型训练、大规模数据集处理以及推理加速方面的核心地位。从GPU上的并行计算到分布式训练框架,我们将揭示并行化如何使训练更庞大的神经网络成为可能,并实现更智能、更强大的AI系统。 大数据分析与数据挖掘: 分析并行计算如何应对海量数据的存储、处理和分析挑战。我们将探讨在分布式文件系统(如HDFS)和分布式计算框架(如Spark、Hadoop MapReduce)中,并行计算如何实现高效的数据查询、模式识别和预测建模,从而从海量数据中提取有价值的见解。 计算机图形学与可视化: 介绍并行计算在实时渲染、三维建模、复杂场景模拟以及科学可视化等方面的应用。我们将关注如何利用GPU的强大并行处理能力来加速图形渲染管线,实现逼真且流畅的视觉体验。 密码学与信息安全: 探讨并行计算在破解加密算法、进行大规模网络安全分析以及实现高效的加密和解密过程中的应用。 生物信息学与药物研发: 阐述并行计算在基因组学分析、蛋白质结构预测、分子动力学模拟以及药物筛选等生物科学领域的重要性,以及如何加速这些耗时且计算密集型的任务。 除了上述领域,本书还将对并行计算的未来发展趋势进行展望。我们将讨论众核处理器、异构计算、量子计算的并行化挑战与机遇,以及未来并行系统设计可能面临的革新方向。 《并行计算的理论基石与前沿探索》致力于为计算机科学的学生、研究人员、工程师以及任何对高性能计算感兴趣的读者提供一个全面、深入且富有洞察力的学习平台。通过对核心理论的系统梳理和对前沿应用的广泛涵盖,本书旨在帮助读者掌握并行计算的关键技术,理解其在解决现实世界复杂问题中的巨大潜力,并激发他们对这一充满活力的计算范式的进一步探索。本书的内容严格聚焦于理论的讲解和实际应用的分析,不包含任何对特定著作的引用或介绍,力求为读者呈现一个独立、完整且富有价值的知识体系。

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读后感

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用户评价

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说实话,拿到这本《并行计算技术及其应用》的时候,我带着一种“试试看”的心态,毕竟“技术”和“应用”这两个词,往往预示着一定的难度。然而,这本书带给我的惊喜是巨大的。它并没有将重点放在纯粹的理论推导上,而是将并行计算的强大力量,通过一个个鲜活的应用案例展现在读者面前。从天气预报的精准模拟,到基因测序的加速分析,再到电影特效的流畅渲染,作者都一一进行了详细的阐述。我特别被书中关于“大数据处理”的章节所吸引。在当今信息爆炸的时代,如何高效地处理海量数据,已经成为一个亟待解决的问题。这本书清晰地解释了并行计算如何在数据仓库、搜索引擎等领域发挥关键作用,通过并行地读取、处理和分析数据,大大缩短了查询和运算的时间。书中还探讨了并行计算在科学研究中的地位,比如在天体物理学中模拟宇宙的演化,或者在材料科学中设计新型材料,这些宏大的应用场景,让读者深刻体会到并行计算不仅仅是技术,更是推动科学进步的强大引擎。作者在介绍每个应用时,都会简要提及背后涉及到的并行计算技术,但重点放在了“为什么”和“如何”应用,以及这些应用带来的实际效益,这使得内容既有深度又不失可读性。

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对于一个非计算机专业的读者来说,想要理解“并行计算”这样专业性很强的概念,往往会感到无从下手。然而,《并行计算技术及其应用》这本书,却巧妙地回避了这个问题。作者并没有一开始就去探讨“分布式系统”或者“多线程编程”这些容易让人望而却步的术语,而是从更宏观的层面,阐述了“并行”这个概念的本质。他用了一个非常有趣的类比,将串行计算比作一个人独自完成一系列任务,而并行计算则是将这个任务分配给一群人,每个人负责一部分,并根据需要互相协作。这种通俗易懂的比喻,瞬间拉近了我和并行计算的距离。书中还详细介绍了在不同硬件架构下,如何实现并行计算,比如CPU的多核技术,GPU的并行处理能力,以及更高级的集群计算和超级计算机。我尤其对GPU在图形渲染和科学计算中的应用感到惊讶,它强大的并行计算能力,让许多曾经需要耗费数天甚至数周的计算任务,能够在短时间内完成。这本书的价值在于,它能够帮助不同背景的读者,建立起对并行计算的整体认知,并理解其在现代科技中的重要性。

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这本书的语言风格非常独特,它没有使用那种生硬的学术术语,也没有刻意追求华丽的辞藻,而是以一种平实、自然的叙述方式,将复杂的知识娓娓道来。阅读过程中,我很少感到疲惫或者乏味,反而常常会因为作者的某些观点或者比喻而会心一笑。书中对于“并行通信的开销”和“负载均衡”等关键概念的解释,尤其让我印象深刻。作者用了一个生动的例子,说明了如果通信的开销过大,即使任务分配得再好,整体效率也会受到影响,就像一群人虽然分工明确,但每个人都需要花费大量时间互相传达信息,那么整体的进度反而不如一个人默默完成。这种形象的比喻,让我在瞬间就理解了问题的核心。此外,书中还探讨了并行计算在人工智能、机器学习等热门领域的应用,并展望了未来的发展趋势。阅读这本书,不仅能学到知识,更能感受到作者对于该领域的热情和深度思考,这让我觉得这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一部思想的启迪之作。

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这本书的排版和设计,从一开始就给人一种耳目一新的感觉。与其他技术书籍不同,它没有采用那种密密麻麻的纯文字格式,而是大量运用了精美的插图、图表和流程图。这些视觉元素不仅仅是为了美观,更是为了清晰地解释复杂的概念。比如,在介绍“并行算法设计”时,书中用了一个非常巧妙的图例,展示了如何将一个串行的问题,通过分解、并行执行和结果合并,最终转化为一个高效的并行算法。我发现,很多时候,一个精心设计的图表,比长篇大论的文字更能直观地传达信息。此外,书中还穿插了一些“思考题”和“动手实践”的环节,这些小小的互动设计,极大地激发了我的学习兴趣。它不像是一本被动接受的教材,更像是一个引导你主动探索的伙伴。我尤其喜欢书中关于“并行性能优化”的章节,它没有直接给出“万能药”,而是引导读者分析瓶颈,找到效率低下的原因,并提供多种可能的解决方案。这种“授人以鱼不如授人以渔”的教学方式,让我受益匪浅。这本书的阅读体验,可以说是非常舒适和高效的。

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这本书的封面上印着“并行计算技术及其应用”的字样,乍一看,以为是那种枯燥的学术专著,可能充斥着晦涩的公式和复杂的算法理论。但翻开第一页,我发现它完全打破了我的预设。作者以一种非常亲切的口吻,仿佛在娓娓道来一个精彩的故事,将原本可能令人望而却步的并行计算概念,变得生动有趣。他没有直接抛出高深的数学模型,而是从生活中的实际例子入手,比如多个人同时工作如何比一个人独自完成效率更高,以此来类比并行计算的核心思想。接着,他循序渐进地介绍了不同的并行计算模型,如共享内存模型和分布式内存模型,并用生动的比喻来解释它们的工作原理,比如共享内存就像一个大厨房,大家都可以拿到食材一起烹饪;而分布式内存则更像是各自拥有独立的厨房,需要通过信使传递信息。我尤其喜欢其中关于“任务分解”和“同步通信”的章节,作者用非常形象的图示和通俗的语言,解释了如何将一个大任务拆分成小块,分配给不同的处理器,以及如何在它们之间进行有效的信息交换,避免出现“撞车”或者“等待”的低效情况。书中还穿插了一些简短的、易于理解的代码片段,虽然我不是编程专家,也能大致领会其意图,感觉到并行计算是如何在实际代码层面实现的。这本书的魅力在于,它让你在不知不觉中掌握了并行计算的基本原理,而不是死记硬背那些枯燥的定义。

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