现场可编程逻辑与应用Field-programmable logic and applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:1 edition (2002年10月1日)

作者:Manfred Glesner

出品人:

页数:1187

译者:

出版时间:2002-12

价格:1118.70元

装帧:平装

isbn号码:9783540441083

丛书系列:

图书标签:

• FPGA
• 数字电路
• 可编程逻辑
• VHDL
• Verilog
• 嵌入式系统
• 硬件设计
• 电子工程
• 数字信号处理
• 应用开发

好的，这是一份关于《现场可编程逻辑与应用》之外的其他图书的详细简介，力求内容丰富且自然流畅： 深入探究现代计算架构的基石：《高性能计算系统设计与优化》 —— 架构演进、并行算法与能效挑战的全景解析 在信息时代的高速发展背景下，传统计算范式的局限性日益凸显。当摩尔定律的边际效益递减，我们必须将目光投向更深层次的系统级创新。《高性能计算系统设计与优化》一书，正是一部全面梳理当前及未来高性能计算（HPC）领域核心理论、前沿架构和实践瓶颈的权威著作。它并非聚焦于特定芯片（如FPGA或ASIC）的编程细节，而是致力于构建一个宏观而深刻的视角，理解如何将海量计算资源转化为可高效解决复杂科学问题的强大引擎。 本书的写作风格严谨而富有启发性，旨在为计算机体系结构研究人员、HPC应用开发者、系统工程师以及对下一代计算技术抱有热忱的学者提供一套完整的知识框架。全书结构清晰，逻辑递进，从基础理论的重塑到尖端技术的探索，层层深入，确保读者不仅知其“然”，更能明其“所以然”。 第一部分：HPC 基础理论的再审视与演化 本部分首先对经典计算机体系结构中的指令集并行性（ILP）、内存访问模型和缓存层次结构进行深入的回顾与批判性分析。我们探讨了随着核心数量的指数级增长，冯·诺依曼瓶颈如何从单个处理器内部扩散到整个多核/众核系统层面。 核心章节着重讨论了并发模型的范式转移，从传统的共享内存模型（如OpenMP）到消息传递接口（MPI），并引入了更适应异构环境的数据流模型和任务图模型。书中详尽地分析了可扩展性理论，包括Amdahl定律、Gustafson定律的现代适用性，并引入了基于网络拓扑和通信延迟的更精细化性能预测模型。读者将清晰地理解，在面对数百万个并行核时，同步开销和通信壁垒如何成为限制系统性能的首要因素。 第二部分：异构计算架构的深度剖析 现代HPC已不再是单一CPU的天下。本书将大量篇幅献给了异构计算这一核心议题。我们不仅关注主流的图形处理器（GPU）架构，如NVIDIA CUDA平台与AMD ROCm生态，更深入剖析了其内部的SM/CU设计、线程束（Warp/Wavefront）调度机制以及内存层次（Global, Shared, L1/L2 Cache）的细微差别。 更重要的是，本书超越了单一加速器范畴，着眼于系统级的异构集成。它详细介绍了CPU-GPU 互联技术，包括PCIe的高级特性（如DMA与绕过机制），以及新兴的片上网络（NoC）设计如何影响数据在不同处理单元间的迁移效率。对于新兴的领域特定架构（DSA），如用于AI训练的张量处理器（TPU）和专用于基因测序的加速器，本书提供了其设计哲学、编程模型限制和在特定工作负载下的性能优势分析。 第三部分：大规模并行算法的优化与实现 强大的硬件必须辅以精妙的软件和算法。《高性能计算系统设计与优化》将算法优化置于系统上下文进行讨论。 书中精选了多个关键领域的算法案例进行剖析，例如： 1. 稀疏线性代数求解器：如何设计适应非均匀内存访问（NUMA）和分布式内存环境的迭代方法（如GMRES的重启动策略、预处理器的并行化）。 2. 分子动力学模拟：关注于邻域搜索算法（如 Verlet 列表）在 GPU 上的高效映射，以及粒子间长程相互作用（如FFT-PME）的快速傅里叶变换优化。 3. 深度学习推理与训练：探讨了模型并行与数据并行的混合策略，以及梯度聚合中的通信拓扑优化。 重点在于算法的“可重构性”与“数据局部性”。我们探讨了如何通过重新组织计算过程，最大限度地减少片外内存访问，并使数据流完美契合目标硬件的内存墙限制。 第四部分：能效、可靠性与未来展望 随着数据中心规模的扩大，能耗（Power Efficiency）已成为限制HPC扩展的首要非技术性因素。本书专门开辟章节讨论功耗感知型（Power-Aware）调度、频率与电压调节（DVFS）在HPC作业中的应用，以及如何使用性能/瓦特指标来量化系统的真正效率。 同时，在数百万个晶体管组成的系统中，错误检测与容错变得至关重要。书中分析了瞬时错误（Soft Errors）的概率模型，并对比了软件层面的冗余计算（如三模冗余TMR）与硬件层面的纠错码（ECC）的开销与效益。 最后，本书展望了后摩尔时代的计算前沿，包括量子计算的经典模拟挑战、存算一体（In-Memory Computing）的架构潜力，以及软件定义基础设施（SDI）如何使得资源调度更加智能和动态。 通过对这些前沿议题的深入探讨，《高性能计算系统设计与优化》旨在培养读者超越单一编程语言或工具集的思维模式，建立起对现代复杂计算系统运作机理的全面洞察力。

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我通常对技术书籍的阅读速度比较快，但这本书我不得不放慢脚步，因为它实在太“有料”了。书的中间部分开始涉及更前沿的应用方向，比如嵌入式系统中的高性能数据处理模块的定制化设计。作者并没有停留在理论层面，而是大量引入了行业内主流设计流程的最新动态，甚至提到了几家知名半导体公司在特定IP核上的设计哲学。这种紧跟行业脉搏的内容，对于我这种渴望将理论知识转化为实际生产力的读者来说，简直是如获至宝。书中对不同架构之间的性能权衡分析，尤其犀利，指出了一些常见的设计陷阱，让人在构思新项目时能够提前规避风险。我甚至觉得，这本书与其说是教科书，不如说是一本高级工程师的“实战手册”，充满了经验的沉淀和智慧的结晶。

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这本书的排版和印刷质量达到了一个相当高的水准，这对于一本技术类书籍来说至关重要。纸张的厚度和光洁度恰到好处，既保证了墨迹的清晰度，又避免了反光对阅读造成干扰。更值得称赞的是，作者在论述复杂算法和硬件架构时的逻辑严密性。书中穿插的那些案例分析，简直是教科书级别的范本。我特别留意了关于时序控制和资源分配的部分，那些原本被我认为晦涩难懂的内容，在作者的笔下变得条理分明，每一个约束条件和优化目标都被解释得清清楚楚。阅读过程中，我时不时会停下来，在草稿纸上重画几遍那些关键的时序图，每一次重画，都能加深我对系统内部运行机制的理解。这种深入骨髓的剖析，远超出了我预期的深度，让人不得不佩服作者在工程实践中积累的深厚功力。

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这本书的语言风格非常专业，但又保持了一种难得的可读性。它没有采用那种故作高深的学术腔调，而是用一种直叙的、充满自信的口吻来阐述复杂的工程问题。每当遇到一个技术难点时，作者总能巧妙地插入一些“过来人”的经验之谈，仿佛一位睿智的导师在身边指导。比如，在讨论功耗优化策略时，书中对动态电压和频率调节（DVFS）在可编程逻辑中的具体实现细节描述得细致入微，甚至连底层寄存器的操作顺序都给出了建议。这种对细节的执着，体现了作者对整个技术栈的精通程度。读完一章，总有一种茅塞顿开的感觉，不仅学到了知识点本身，更重要的是掌握了一种解决问题的思维框架，这才是技术书籍最宝贵的价值所在。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调配上未来感的电路图纹理，立刻让人感受到一股科技的脉动。我一直对电子设计领域抱有浓厚的兴趣，尤其是那种能够根据需求灵活配置的硬件系统。因此，当我翻开这本书的扉页时，心里充满了期待。前几章的介绍部分，作者的叙述方式非常接地气，仿佛一位经验丰富的工程师在跟你分享他的“独门秘籍”。他们没有急于抛出复杂的公式，而是先用生动的实例，比如一个简单的数字电路如何通过重新编程实现不同的功能，来勾勒出整个领域的核心概念。这种循序渐进的引导，让初学者也能很快跟上节奏，不会感到无所适从。特别是关于基础逻辑单元的构建和优化，讲解得极为透彻，每一个步骤都配有清晰的图示和详尽的文字说明，让人感觉仿佛自己正坐在实验台上亲手操作一般。

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这本书的价值，在于它提供了一个极佳的知识桥梁，连接了学术理论与工业实践的鸿沟。我尤其欣赏作者在内容组织上体现出的宏观视野。全书结构清晰，层层递进，从最基础的门级逻辑，逐步扩展到复杂的系统级集成。它没有被单一的技术路线所局限，而是广泛地介绍了不同供应商平台上的设计思路差异和兼容性问题，这对于想要在行业中游刃有余的专业人士来说，是至关重要的信息补充。读完全书后，我感觉自己对整个硬件可编程生态系统的理解上升到了一个新的维度，不再是碎片化的知识点堆砌，而是一个完整、自洽的知识体系。这本书无疑是这个领域内近年来出版的最具分量的参考资料之一，极力推荐给所有致力于深入理解和应用可编程逻辑技术的工程师和研究人员。

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