Handbook of Research on Scalable Computing Technologies pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Li, Kuan-ching/ Hsu, Ching-hsien/ Yang, Laurence Tianruo/ Dongarra, Jack/ Zima, Hans

出品人:

页数:1086

译者:

出版时间:

价格:4318.00元

装帧:

isbn号码:9781605666617

丛书系列:

图书标签:

Scalable Computing
Distributed Systems
Cloud Computing
Big Data
Parallel Computing
High-Performance Computing
Computer Architecture
Algorithms
Data Management
Software Engineering

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具体描述

探寻计算新边界：高性能、分布式与智能化系统的演进本书是一本深度探索现代计算范式及其前沿技术的学术著作，旨在为研究人员、工程师和资深学生提供一个全面而系统的视角，理解支撑当今大规模数据处理、复杂科学计算和智能化应用的核心理念与实践。我们聚焦于那些能够突破传统计算瓶颈、实现指数级性能提升和高效资源利用的计算技术。核心主题与内容概览：本书的叙述围绕几个关键的相互关联的主题展开：高性能计算（HPC）的基石与未来：我们将深入剖析高性能计算的理论基础，包括并行计算模型（如共享内存、分布式内存、众核架构），以及不同类型的并行算法设计原则。从经典的 MPI 和 OpenMP 编程模型，到 GPU 计算的 CUDA 和 OpenCL 异构计算架构，再到新兴的 FPGA 和 ASIC 加速技术，本书将细致阐述它们的原理、优势、局限性以及在科学模拟、大数据分析、机器学习训练等领域的实际应用。此外，我们还将探讨面向未来的 HPC 架构，如光互连、新型内存技术（如 HBM、PMEM）以及它们对计算性能和能效的潜在影响。分布式系统的架构与协同：现代计算不可避免地走向分布式。本书将详细探讨分布式系统的设计哲学，包括容错性、一致性、可扩展性和可用性。我们将深入研究各种分布式数据存储技术，如分布式文件系统（HDFS）、分布式数据库（NoSQL 家族如 Cassandra, MongoDB）以及内存数据库。在计算层面，我们会重点分析大规模分布式计算框架，如 Apache Spark、Apache Flink，揭示它们如何通过数据并行和任务并行实现海量数据的快速处理。同时，本书还将涵盖分布式任务调度、资源管理（如 Kubernetes, YARN）以及分布式事务处理的挑战与解决方案。云原生与边缘计算的颠覆力量：云计算已成为部署和管理大规模应用的主流平台。本书将阐述云原生计算的核心理念，包括容器化（Docker）、微服务架构、CI/CD 流程以及服务网格（Istio, Linkerd）等。我们将分析云平台（AWS, Azure, GCP）如何提供弹性计算、存储和网络资源，并探讨其对应用程序设计和部署模式的深刻变革。与此同时，本书也关注计算的“去中心化”趋势——边缘计算。我们将探讨边缘计算的架构模式、挑战（如带宽、延迟、安全）以及其在物联网（IoT）、实时分析、自动驾驶等领域的应用前景，并分析其与中心化云的协同工作方式。智能化计算的新浪潮：随着人工智能和机器学习技术的飞速发展，计算的焦点也日益转向智能化。本书将探讨支持深度学习模型训练和推理的高效硬件和软件栈。我们将深入研究如 TensorFlow, PyTorch 等深度学习框架的底层优化技术，包括分布式训练策略（数据并行、模型并行）、模型压缩、量化以及混合精度计算。此外，本书还将涉及智能算法在计算系统优化中的应用，例如使用强化学习进行资源调度、使用图神经网络进行网络拓扑优化等，描绘计算技术如何赋能和被人工智能重塑的未来。安全、可靠与绿色计算：在追求性能和规模的同时，安全、可靠性和能源效率也成为不可忽视的挑战。本书将探讨分布式系统中的安全模型、加密技术、访问控制以及威胁检测。我们将分析提高系统可靠性的方法，如冗余设计、故障转移机制和数据备份策略。同时，本书也将关注绿色计算，探讨如何通过优化算法、硬件能效设计（如低功耗处理器、高效电源管理）以及资源整合来降低计算系统的能源消耗和环境影响。本书的特色：本书的撰写遵循严谨的学术规范，力求理论与实践相结合。每章都将提供清晰的定义、深入的原理分析、最新的技术进展介绍，并辅以精心挑选的案例研究和实验数据（若适用），帮助读者深入理解复杂概念。本书旨在成为一本常青的参考读物，为计算领域的探索者提供坚实的知识基础和广阔的视野，激励他们在下一代计算技术的研发与应用中不断突破。适合读者：从事高性能计算、分布式系统、云计算、边缘计算、人工智能等领域的研究人员。需要设计、实现和优化大规模计算系统的软件工程师和系统架构师。希望深入了解现代计算技术核心原理和前沿动态的计算机科学、工程学相关专业的资深学生和教师。对计算技术如何驱动科学发现、产业创新和社会发展感兴趣的广大学者和专业人士。