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出版者:电子工业出版社

作者:刘斌

出品人:

页数:594

译者:

出版时间:2008-5

价格:75.00元

装帧:

isbn号码:9787121063206

丛书系列:Java技术大系

图书标签:

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好的，以下是一本名为《深入解析高性能计算集群架构与优化》的图书简介，内容详尽，不包含《NetBeans权威指南》的任何信息。 --- 《深入解析高性能计算集群架构与优化》 简介：驾驭下一代计算洪流的蓝图 在数据爆炸与复杂科学模拟日益成为主流的今天，高性能计算（High-Performance Computing, HPC）已不再是少数尖端实验室的专属，而是驱动人工智能、气候建模、药物发现乃至金融衍生品分析的核心引擎。然而，构建和维护一个高效、稳定且可扩展的HPC集群，绝非简单地堆砌处理器和内存。它需要对底层硬件、并行编程模型、网络拓扑、存储系统以及资源调度策略有深刻且全面的理解。 《深入解析高性能计算集群架构与优化》正是为了填补这一知识鸿沟而诞生的权威指南。本书超越了基础的理论介绍，深入到HPC系统的每一个关键层次，为系统架构师、集群管理员、高性能软件开发者以及从事前沿计算研究的学者，提供了一套完整的、可实践的架构设计、部署、调优与管理框架。 本书的核心目标是帮助读者不仅“能用”HPC集群，更能“用好”HPC集群，榨取出硬件的每一分算力，并确保计算任务在高负载下依然保持卓越的性能和可靠性。 --- 第一部分：HPC集群的基石——硬件与拓扑结构 本部分奠定了理解现代HPC系统的基础，重点剖析了决定集群性能的关键物理组件及其互联方式。 第一章：现代HPC系统的核心组件深度剖析 本章详细探讨了高性能计算节点所依赖的CPU架构演进，从传统多核CPU到最新的大规模众核处理器（如Intel Xeon Scalable系列、AMD EPYC）。我们不仅关注核心数量和频率，更深入分析了缓存层次结构（L1/L2/L3/LLC）、指令集扩展（如AVX-512、AMX）对特定工作负载的性能影响。此外，内存技术（DDR5、HBM）的选择与配置，以及内存带宽对内存密集型应用（如分子动力学）的瓶颈作用进行了详尽的量化分析。 第二章：加速器技术的融合与异构计算 随着摩尔定律的放缓，加速器已成为HPC性能提升的关键驱动力。本章聚焦于GPU（NVIDIA CUDA/AMD ROCm）在高性能计算中的应用。我们不仅讲解了CUDA编程模型的基础，更深入探讨了GPU内存模型（全局、共享、常量内存）的优化策略，以及如何通过流（Streams）和并发内核执行来最大化吞吐量。同时，本书也涵盖了新兴的FPGA和特定领域加速器（如AI芯片）在HPC领域的部署挑战与机遇。 第三章：高速互连网络：HPC的神经系统 集群的性能往往受限于节点间的通信速度和延迟。本章是本书的重点之一，专注于InfiniBand（IB）和高速以太网（RoCE/iWARP）的架构与调优。内容包括：IB的Subnet Manager机制、Fabric拓扑结构（Fat-Tree, Dragonfly）的设计原则，以及RDMA（Remote Direct Memory Access）技术如何绕过操作系统内核以实现超低延迟通信。针对不同的应用通信模式（点对点、广播、规约），我们将对比分析Scatter-Gather与All-to-All操作的性能差异。 第四章：统一存储系统：面向大规模数据I/O的挑战 HPC工作负载对存储系统的要求极为苛刻，通常需要极高的并行吞吐量和极低的延迟。本章详尽介绍了并行文件系统（Parallel File Systems）的设计与部署，重点讲解Lustre和GPFS（Spectrum Scale）的架构，包括元数据服务器（MDS）、对象存储服务器（OSS/OSD）的配置策略。针对I/O瓶颈，我们提供了针对不同访问模式（顺序大文件、随机小文件）的缓存策略调整和条带化（Striping）优化指南。 --- 第二部分：并行编程模型与性能调优 本部分侧重于如何将算法有效地映射到异构、大规模的HPC架构上，是实现计算效率提升的核心。 第五章：MPI的深度实践与优化策略 消息传递接口（MPI）仍然是分布式内存并行计算的基石。本章不仅复习了MPI标准（如MPI-3/4.0），更侧重于高级通信原语的使用与优化，如非阻塞通信（`Isend`/`Irecv`）的重叠应用，以及集体通信（如`Allreduce`）在不同网络拓扑下的性能表现。我们将分析MPI库（如Open MPI, MPICH）的内部机制，指导读者选择或定制最优的传输协议（BTL/PML）。 第六章：共享内存并行化：OpenMP与内存一致性模型 针对单节点内多核或众核的优化，OpenMP提供了便捷的编程接口。本章深入讲解OpenMP的最新特性，特别是针对内存访问的优化，如私有化（Private）、共享（Shared）与归约（Reduction）子句的正确使用。此外，我们将讨论现代CPU架构下的内存一致性模型，以及如何通过显式内存屏障（Fences）来保证复杂数据竞争环境下的程序正确性。 第七章：异构编程框架：CUDA、OpenACC与OpenMP Offload 本章聚焦于如何高效地利用GPU等加速器。除了基础的CUDA编程，我们详细介绍了OpenACC和OpenMP Offload指令集，它们如何简化CPU/GPU间的数据迁移和内核调度。重点内容包括：统一内存（Unified Memory）的开销分析、异步计算流的管理，以及如何利用库（如cuBLAS, cuFFT）而非手动实现通用算法。 第八章：混合并行编程的艺术与挑战 现代HPC应用几乎无一例外地采用MPI与OpenMP/OpenACC/CUDA的混合编程模型。本章探讨了如何在混合模型中合理分配计算负载——MPI负责跨节点通信，而共享内存模型负责节点内并行。我们将介绍如何通过参数（如`OMP_NUM_THREADS`与MPI进程数的协调）来避免“超额订阅”（Oversubscription）和竞争性内存访问，实现最优的扩展性。 --- 第三部分：集群管理、调度与系统级优化 高性能集群的有效运行依赖于强大的资源管理和系统级的性能监控。 第九章：资源管理与作业调度系统（Slurm/PBS Pro） Slurm作为当前主流的作业调度器，其配置和使用直接影响集群的利用率。本章提供了一套完整的Slurm部署与管理指南，包括：分区（Partition）配置、优先级调度算法的定制、资源限制的设定。重点讲解了如何编写高效的作业脚本，利用作业依赖性（Job Dependencies）和预留（Reservations）功能来最大化集群吞吐量。 第十章：HPC系统性能分析与瓶颈定位 “度量决定优化方向。”本章介绍了HPC性能分析的工具链，包括硬件性能计数器（如Intel VTune Profiler, AMD μProf）、系统跟踪工具（如perf, DTrace）以及专门的并行程序分析工具（如Scalasca, Vampir）。我们将演示如何通过分析指令缓存未命中率、内存访问延迟和通信等待时间，快速定位应用中的计算受限、内存受限或I/O受限的瓶颈点。 第十一章：系统级的存储与网络调优实战 本章从系统管理员的角度出发，讲解如何对底层网络和存储进行精细化调优。针对InfiniBand，内容涉及端口速率配置、传输层协议的选择、以及多路径I/O的负载均衡设置。对于并行文件系统，我们将指导读者如何根据应用特征调整元数据缓存大小、iNode的分布以及条带化参数，以匹配实际的I/O访问模式，从而显著提升大规模数据集的读写速度。 第十二章：安全、可靠性与能效优化 在大型集群环境中，系统的可靠性和能耗管理至关重要。本章探讨了容错机制（Fault Tolerance）在MPI层面的实现（如Checkpoint/Restart），以及如何利用硬件特性进行功耗管理（Power Capping）。同时，本书也涵盖了集群安全基线（如SSH配置、Kerberos集成）的建立，确保在追求极致性能的同时，系统运行的安全稳定。 --- 目标读者 本书适合拥有一定编程基础（C/C++或Fortran），并希望进入或深入HPC领域的工程师、研究人员和学生。特别推荐给以下专业人士： 1. HPC集群管理员：需要设计、部署和维护大规模计算基础设施的专业人员。 2. 高性能软件开发者：希望优化现有科学计算代码，使其能在最新架构上充分发挥性能的程序员。 3. 计算科学家与工程师：需要理解底层架构以更好地选择和实现适合其问题的并行算法的研究人员。 通过系统学习本书内容，读者将获得构建、管理和优化下一代高性能计算集群所需的所有理论知识和工程实践技能。

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**第三段** 我一直认为，一本好的技术书籍，不仅仅在于它提供了多少信息，更在于它如何组织这些信息，以及它如何激发读者的思考。《NetBeans权威指南》在我看来，具备了这样的潜质。这本书的厚度就足以让我感受到其内容的丰富和深度，而我更看重的是它能否将NetBeans的强大功能以一种易于理解的方式呈现出来。我非常期待书中能够深入讲解NetBeans的调试器，因为我相信，调试是任何开发过程中最核心的技能之一。我希望书中能够详细介绍断点设置、单步执行、变量监视、表达式求值、条件断点等高级调试技巧，并且能够结合实际案例，演示如何利用这些功能快速定位并解决复杂的bug。此外，对于代码重构，我期望书中能够提供NetBeans内置的各种重构工具的详尽指南，例如提取方法、提取字段、重命名、内联方法等，并解释如何在保证代码质量的同时，提高开发效率。书中关于性能优化的部分也引起了我的浓厚兴趣，我希望能够看到NetBeans在性能分析方面的支持，例如如何利用CPU profiler来识别性能瓶颈，以及如何利用内存分析器来检测内存泄漏。对于初学者而言，我希望书中能够有关于Swing和JavaFX GUI设计的详细指导，包括如何使用可视化设计器，如何编写事件处理代码，以及如何创建响应式的用户界面。

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**第二段** 《NetBeans权威指南》这本书，在我眼中，绝不仅仅是一本枯燥的技术手册，它更像是一扇通往高效Java开发的“任意门”。我一直在寻找能够真正帮助我提升开发效率的工具和方法，而NetBeans，虽然有时候在社区活跃度上稍显沉寂，但其稳定性和对Java标准的支持，一直是让我信赖的地方。这本书的出现，就像是在我迷茫时看到的一盏明灯。我尤其关注书中对于IDE配置和个性化设置的讲解，因为我知道，一个符合自己习惯的IDE环境，能够极大地减少开发过程中的“摩擦”。我期望书中能够详细介绍如何定制快捷键、如何调整代码提示的灵敏度、如何设置代码风格规范，甚至是如何利用插件来扩展IDE的功能。例如，书中关于版本控制系统（如Git）的集成，我希望能够看到如何利用NetBeans的可视化界面进行commit、push、pull、merge等操作，并且能够解释清楚如何处理冲突，如何进行分支管理。我对书中关于项目创建和管理的部分也充满了好奇，希望能够看到如何创建不同类型的Java项目（如Swing、JavaFX、Maven、Gradle），以及如何有效地组织和导航大型项目。另外，对于Web开发，如Servlet、JSP、Spring Boot等，我希望书中能够提供清晰的开发流程，包括如何部署、调试，以及如何利用NetBeans的调试器来定位和解决问题。我还会仔细审视书中关于数据库工具的介绍，看看是否能够方便地连接、浏览和管理各种数据库，这对于后端开发来说是不可或缺的。

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**第十段** 《NetBeans权威指南》这本书，对我而言，更像是一次与NetBeans的深度对话。我一直在寻找能够帮助我将NetBeans的潜力发挥到极致的指导，而这本书，似乎就是我一直在寻找的答案。我特别关注书中关于项目创建和管理的部分。我希望书中能够详细介绍如何创建不同类型的Java项目，例如Swing、JavaFX、Maven、Gradle项目，以及如何有效地组织和导航大型项目。我对书中关于代码编辑和格式化的讲解也充满了期待，我希望能够看到如何利用NetBeans的强大编辑功能，例如代码折叠、代码块选择、查找和替换，以及如何通过配置来定制代码格式，以提高代码的可读性。此外，书中关于数据库工具的介绍也引起了我的浓厚兴趣。我希望能够看到如何在NetBeans中方便地连接、浏览和管理各种数据库，这对于后端开发来说是不可或缺的。对于Web开发，我尤其关注书中对Servlet、JSP、Spring Boot等技术的支持，我希望看到如何在NetBeans中快速创建、运行和调试Web应用，并利用其强大的调试器来定位和解决问题。这本书的“权威”性，让我相信它能够为我提供真正有价值的指导，帮助我成为一名更优秀的Java开发者。

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**第一段** 拿到这本《NetBeans权威指南》的时候，我心里其实是有些忐忑的。毕竟NetBeans这个IDE，在很多人的印象中可能已经不如IntelliJ IDEA那样光芒四射，甚至有些人会觉得它已经“过时”了。但作为一名长期在Java开发领域摸爬滚打的老兵，我深知每个工具都有其存在的价值和独特的优势，尤其是在一些特定的场景或者对新手而言，一个稳定、易用、功能详尽的IDE是多么的重要。《NetBeans权威指南》这本书，顾名思义，它所承诺的“权威”二字，足以让我对它抱有极高的期待。我希望它不仅仅是简单地罗列NetBeans的各种功能，而是能够深入浅出地剖析NetBeans的设计理念，讲解其背后的技术原理，让我能够真正理解为什么NetBeans会是这样设计的，以及如何才能发挥出它最大的潜力。我特别期待书中能在讲解过程中，能够提供一些实际项目开发的案例，让我能够将所学知识立刻应用到实践中，验证其有效性。例如，书中对于Maven和Gradle等构建工具的集成，我希望能够有非常详尽的图文演示，并且能解释清楚在NetBeans中如何高效地进行依赖管理、构建生命周期控制，以及如何处理复杂的项目结构。此外，对于Java EE（现在是Jakarta EE）等企业级开发的支持，我希望书中能够详细介绍NetBeans在JPA、JSF、CDI等方面的集成和开发流程，以及如何利用NetBeans强大的调试和性能分析工具来优化应用。最后，作为一本“指南”，它理应是面向不同层次读者的，我希望书中对于初学者来说，能够有清晰的入门指引，而对于有经验的开发者，又能提供进阶的技巧和最佳实践。

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**第四段** 这本书的标题《NetBeans权威指南》就足以吸引任何一个希望深入了解NetBeans的开发者。我本身是NetBeans的忠实用户，但总觉得对它的许多高级功能了解不够深入。我期望这本书能够填补我在这方面的知识空白。我特别关注书中对于NetBeans插件生态系统的介绍，因为我知道，NetBeans的强大很大程度上源于其丰富的第三方插件。我希望书中能够推荐一些必不可少的插件，并详细讲解它们的安装和使用方法，例如与SonarQube集成的插件，用于代码质量分析；与Jenkins集成的插件，用于持续集成；以及与Docker集成的插件，用于容器化部署。此外，对于Maven和Gradle项目，我希望书中能够提供更深入的讲解，不仅仅是基础的构建，还包括如何管理多模块项目，如何配置自定义插件，以及如何进行分布式构建。我对书中关于Web应用开发的介绍也充满了期待，特别是对于Spring Boot等现代Java框架的支持。我希望看到如何在NetBeans中快速创建、运行和调试Spring Boot应用，包括如何利用其自动补全和代码导航功能来提高开发效率。最后，对于已经有一定NetBeans使用经验的开发者，我希望书中能够提供一些不为人知的技巧和快捷方式，帮助他们进一步优化开发流程。

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**第六段** 《NetBeans权威指南》这本书，在我看来，不仅仅是一本关于IDE的书，更是一部关于“如何更好地写Java代码”的百科全书。我一直在寻找能够帮助我提升代码质量、优化开发流程的工具和方法，而NetBeans，以及这本书，无疑提供了绝佳的平台。我特别关注书中关于代码质量和代码风格的讲解。我希望书中能够详细介绍NetBeans内置的代码检查器和格式化工具，以及如何配置这些工具以符合团队的编码规范。例如，如何设置代码的缩进、命名约定、注释风格等。我对书中关于重构的介绍也充满了期待，我希望能够看到NetBeans如何帮助我安全、高效地进行代码重构，例如提取方法、提取变量、内联方法、更改签名等，以及如何利用这些工具来改进现有代码的设计。此外，书中关于单元测试和集成测试的集成也让我倍感兴奋。我希望能够看到如何在NetBeans中方便地编写、运行和调试单元测试，以及如何利用JUnit等测试框架来保证代码的健壮性。对于Web开发，我尤其关注书中对Spring Boot的讲解，我希望能够看到如何在NetBeans中快速创建、配置和运行Spring Boot项目，并利用其内置的调试器来解决开发中遇到的问题。这本书的“权威”二字，让我相信它能够为我带来真正有价值的指导。

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**第九段** 当我翻开《NetBeans权威指南》这本书时，我脑海中闪过的第一个念头便是：终于有一本能够系统性地讲解NetBeans的书籍出现了！作为一个在Java开发领域摸爬滚打多年的开发者，我深知一个强大且易用的IDE对于提升开发效率的重要性。我非常期待书中能够深入讲解NetBeans的代码导航和代码辅助功能。我希望能够看到如何利用“转到定义”、“查找用法”、“快速修复”等功能，高效地浏览和理解代码。同时，我希望书中能够详细介绍NetBeans的代码提示和自动补全功能，以及如何通过配置来优化这些功能，使其更符合我的开发习惯。此外，书中关于版本控制系统（如Git）的集成也让我倍感兴奋。我希望看到如何在NetBeans中轻松地进行代码提交、拉取、推送、分支管理等操作，并且能够处理好合并冲突。对于Maven和Gradle等构建工具，我期望书中能够提供更深入的讲解，例如如何配置项目依赖、如何管理项目构建生命周期，以及如何处理多模块项目。这本书的“权威”二字，让我对其内容充满信心，我期待它能够成为我日常开发中的得力助手。

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**第七段** 我一直对NetBeans情有独钟，因为它在我看来，是一款非常“纯粹”的Java开发工具。它没有过多的花哨功能，却能稳定、高效地完成各种Java开发任务。《NetBeans权威指南》这本书，恰好满足了我想要深入挖掘NetBeans潜力的需求。我特别期待书中能够详细讲解NetBeans的调试器。我希望书中能够提供关于如何设置不同类型的断点（如条件断点、日志断点），如何进行变量的监视和修改，以及如何使用表达式求值来检查代码状态的详细说明。此外，对于Java EE（现在是Jakarta EE）等企业级应用开发，我希望书中能够提供关于如何利用NetBeans集成和管理应用服务器（如Tomcat、WildFly）的深入指导，包括如何部署、调试和监控企业应用。书中关于GUI开发的部分也引起了我的兴趣，尤其是Swing和JavaFX。我希望能够看到如何利用NetBeans的可视化设计器来快速创建用户界面，以及如何编写事件处理代码来为界面添加交互性。对于Maven和Gradle等构建工具的集成，我期望书中能够提供更深入的讲解，例如如何配置项目的构建生命周期、如何管理项目依赖，以及如何处理复杂的项目结构。这本书的“权威”性，让我相信它能够为我带来更上一层楼的NetBeans使用体验。

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**第五段** 拿到《NetBeans权威指南》这本书，我脑海中立刻浮现出无数关于如何更高效地使用NetBeans的场景。我一直在寻找一本能够全面、系统地讲解NetBeans的书籍，而这本书似乎就是我一直在寻找的答案。我尤其对书中关于版本控制系统（如Git）的集成部分充满了期待。我希望书中能够详细展示如何在NetBeans中进行版本控制操作，包括创建本地仓库、克隆远程仓库、提交更改、拉取更新、推送提交，以及如何进行分支管理和合并。我希望书中能够提供一些实际操作的截图和详细的步骤说明，让我能够轻松地掌握这些技能。此外，对于Java EE（现在是Jakarta EE）相关的开发，我希望书中能够提供详尽的指导，包括如何配置和部署应用服务器（如Tomcat、WildFly），如何进行Enterprise Java Beans (EJB)、Java Persistence API (JPA) 等技术的开发，以及如何利用NetBeans强大的调试和测试工具来确保应用的质量。书中关于代码生成和模板的功能也引起了我的兴趣，我希望能够看到如何利用NetBeans的模板引擎来自动生成重复性的代码，从而节省开发时间。最后，对于那些追求极致效率的开发者，我希望书中能够分享一些关于NetBeans性能调优的技巧，例如如何调整JVM参数，如何优化IDE的启动速度，以及如何利用NetBeans的内存分析工具来检测和解决内存泄漏问题。

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**第八段** 《NetBeans权威指南》这本书，在我看来，不仅仅是一本工具书，它更像是一位经验丰富的导师，能够带领我一步步地探索NetBeans的奥秘。我一直相信，工欲善其事，必先利其器，而NetBeans无疑是我手中锋利的利器之一。我非常期待书中关于代码重构的详细讲解。我希望书中能够介绍NetBeans内置的各种重构工具，例如“提取方法”、“内联方法”、“更改签名”、“重命名”等，并提供清晰的使用示例，让我能够轻松地将这些工具应用于日常开发中，从而提升代码的可读性和可维护性。此外，书中关于性能调优的部分也引起了我的浓厚兴趣。我希望能够看到NetBeans如何帮助我分析程序的性能瓶颈，例如利用CPU分析器来识别耗时操作，利用内存分析器来检测内存泄漏，并提供相应的优化建议。对于Java EE（现在是Jakarta EE）的开发，我期望书中能够提供详尽的指导，包括如何配置和使用应用服务器，如何进行EJB、JPA等技术的开发，以及如何利用NetBeans强大的调试工具来解决企业级应用的复杂问题。最后，对于那些热衷于探索新技术的开发者，我希望书中能够介绍一些NetBeans的最新特性和插件，帮助我保持技术的前沿性。

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