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出版者:

作者:晶辰创作室

出品人:

页数:138

译者:

出版时间:2010-1

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787110070741

丛书系列:

图书标签:

• 电脑
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计算机与信息技术前沿探索系列 图书简介 本丛书聚焦于当前计算机科学与信息技术领域最具活力和发展潜力的方向，旨在为广大技术爱好者、专业人士以及相关专业学生提供全面、深入且与时俱进的学习资源。我们坚信，理解和掌握前沿技术是驱动未来创新的核心动力。因此，“计算机与信息技术前沿探索系列”精选了多个独立、互补的主题，每一本都力求成为该细分领域的权威指南。 本系列不包含任何与“热门电脑丛书”主题重叠的内容，尤其侧重于那些需要深入理论基础和最新实践指导的尖端技术。 --- 第一卷：深度学习的理论基石与模型优化 核心内容概述： 本书深入剖析了现代深度学习框架的数学原理和算法设计，从基础的线性代数、概率论回顾入手，逐步构建起对人工神经网络（ANN）、卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）以及最新的Transformer架构的深刻理解。 重点章节： 1. 梯度下降的精妙变体： 详细对比了标准SGD、动量法、Adagrad、RMSProp和Adam等优化器的收敛特性、参数更新机制及其在不同数据集上的适用性分析。我们不仅展示了公式，更着重于它们如何解决梯度消失与爆炸问题。 2. 注意力机制的进化： 深入探讨了自注意力（Self-Attention）的计算流程，对比了多头注意力（Multi-Head Attention）的并行计算优势，并探讨了稀疏注意力机制在处理超长序列时的效率提升。 3. 模型正则化与泛化能力： 细致讲解了L1/L2正则化、Dropout、批归一化（BatchNorm）和层归一化（LayerNorm）的作用机理。特别分析了权重共享在参数效率和模型泛化之间起到的关键作用。 4. 生成对抗网络（GANs）的收敛难题与WGANs： 阐述了原始GAN训练的不稳定性，重点解析了Wasserstein距离（Earth Mover's Distance）如何提供更平滑的梯度信号，并详细介绍了WGAN-GP（梯度惩罚）的实现细节。 目标读者： 希望从应用层面跃升至算法研究层面，对优化理论和模型结构有严格要求的工程师和研究人员。 --- 第二卷：高性能计算与异构架构编程实践 核心内容概述： 随着摩尔定律的放缓，利用多核CPU、GPU、FPGA等异构硬件进行并行计算已成为提升软件性能的必由之路。本卷聚焦于如何高效地编写和部署能够在复杂硬件集群上运行的高性能代码。 重点章节： 1. CUDA核心编程模型详解： 详细拆解了CUDA的内存层次结构（全局内存、共享内存、寄存器），以及线程块、线程束（Warp）的调度机制。提供了大量针对内存合并访问（Coalesced Access）的优化实例。 2. OpenMP与MPI的协同工作流： 讲解了如何在多核CPU环境中使用OpenMP进行细粒度并行化，并结合MPI实现跨节点的粗粒度任务分配。重点讨论了如何避免死锁和竞态条件。 3. 面向数据流的FPGA加速： 介绍了基于高层次综合（HLS）的编程范式，特别是如何使用C++或OpenCL来描述硬件级别的并行数据流，实现极低延迟的计算任务。 4. 性能分析与瓶颈定位工具箱： 提供了使用VTune, Nsight Systems等专业工具来分析CPU缓存未命中率、内存带宽限制和GPU占用率的实战案例，帮助读者快速识别并解决代码中的性能瓶颈。 目标读者： 从事科学计算、大规模数据处理、实时模拟或需要将算法部署到专用加速器上的系统架构师和底层开发人员。 --- 第三卷：分布式系统架构与一致性协议 核心内容概述： 构建高可用、可扩展的现代互联网服务，离不开对分布式系统原理的透彻理解。本书系统地介绍了分布式计算的理论挑战，以及当前主流的解决方案和设计模式。 重点章节： 1. CAP理论的现实解读与权衡： 不仅阐述了CAP的定义，更通过实例分析了为什么在实际场景中，“可用性”和“分区容错性”往往需要被优先考虑，并探讨了“最终一致性”的实现策略。 2. Raft协议的选举与日志复制： 详细图解了Raft协议中领导者选举、日志同步、安全性的保证机制。通过状态机模拟，帮助读者直观理解其运作流程，并对比了Paxos协议的复杂性。 3. 分布式事务处理： 聚焦于两阶段提交（2PC）、三阶段提交（3PC）的局限性，并深入探讨了Saga模式、TCC（Try-Confirm-Cancel）等补偿性事务方案在微服务架构中的应用。 4. 分布式存储的水平扩展策略： 讲解了数据分片（Sharding）、一致性哈希（Consistent Hashing）的原理，以及如何利用这些技术实现数据在数百台服务器上的均匀负载分布和高效检索。 目标读者： 后端架构师、数据库工程师以及任何负责设计和维护大规模、高并发系统的技术人员。 --- 第四卷：现代密码学原理与应用安全 核心内容概述： 本卷专注于信息安全领域的核心——密码学。内容涵盖了从经典加密体制到后量子密码学的最新进展，强调理论的严谨性和工程实践的安全性。 重点章节： 1. 椭圆曲线密码学（ECC）的数学基础： 深入解析有限域上的运算、点的加法，以及ECC如何在保证同等安全强度下，显著减少密钥长度，提升移动和物联网设备上的计算效率。 2. 零知识证明（ZKP）的结构与应用： 介绍了交互式证明到非交互式证明（SNARKs/STARKs）的演变。重点分析了ZKP如何实现数据隐私保护下的信息验证，尤其在区块链和身份验证中的潜力。 3. 安全多方计算（MPC）： 探讨了在不泄露各自输入的情况下，多个参与方共同计算一个函数的方法。重点介绍基于秘密共享和混淆电路的实现技术。 4. 公钥基础设施（PKI）的威胁与强化： 分析了TLS/SSL握手过程中的安全漏洞，并讨论了基于后量子算法（如格基密码）的混合加密方案，以应对未来量子计算机的威胁。 目标读者： 对信息安全、区块链底层技术、隐私计算感兴趣的专业人士，以及需要设计安全协议的开发者。 --- 总结： 本“计算机与信息技术前沿探索系列”致力于提供超越入门级教程的深度和广度。每一本书籍都是对特定技术栈的深度挖掘，旨在帮助读者构建坚实的理论框架，并掌握解决当前最复杂技术难题的实用工具和方法论。本系列将持续更新，紧跟全球技术发展的步伐。

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