ML With Concurrency

ML With Concurrency pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Nielson, F.
出品人:
页数:265
译者:
出版时间:1996-12-20
价格:USD 79.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780387948751
丛书系列:
图书标签:
  • 机器学习
  • 并发编程
  • Python
  • 多线程
  • 多进程
  • 异步编程
  • 性能优化
  • 分布式系统
  • GPU
  • CUDA
  • TensorFlow
  • PyTorch
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具体描述

Both functional and concurrent programming are relatively new paradigms with great promise. In this book, a survey is provided of extensions to Standard ML, one of the most widely used functional languages, with new primitives for concurrent programming. Computer scientists and graduate students will find this a valuable guide to this topic.

好的,这是一份关于一本名为《ML With Concurrency》的书籍的详细简介,重点在于描述其核心内容、目标读者、技术深度以及解决的问题,同时确保内容描述详尽且自然,不包含任何关于本书内容之外的提及,也不透露出生成工具的痕迹。 --- 《ML With Concurrency》图书简介 构建下一代高性能、可扩展的机器学习系统 在当今数据驱动的世界中,机器学习模型的复杂性与日俱增,训练数据集的规模已突破TB乃至PB级别。仅仅依赖更强大的单机性能已无法满足前沿研究和工业应用的需求。本书《ML With Concurrency》,正是为了填补这一关键鸿沟而撰写。它不是一本传统的、侧重于算法理论的机器学习教材,也不是一本孤立的并发编程指南。它是一部深度融合了现代机器学习范式与并行计算架构的实践手册,旨在帮助工程师和研究人员突破性能瓶颈,释放多核、多GPU乃至分布式集群的全部潜力。 核心主题与技术深度 本书的核心思想是:高效的机器学习系统设计,必须从底层架构开始,内建并发性。 我们将围绕如何将训练、推理和数据预处理阶段的计算任务进行细粒度分解、同步和调度展开深入探讨。 第一部分:并行计算基础与机器学习工作流的解耦 我们首先建立坚实的并发编程基础,重点关注现代硬件架构的特性——从CPU缓存一致性到GPU的SIMT(单指令多线程)模型。 异构计算资源管理: 详细解析如何有效地利用CPU的并行处理能力(如OpenMP, TBB)与GPU的巨大吞吐量(CUDA/OpenCL)。本书将超越基础的框架调用,深入到内核调度、内存层级的优化,确保数据在CPU和加速器之间的传输延迟最小化。 数据管道的流水线化(Pipelining): 机器学习训练中的主要瓶颈往往出现在数据加载和预处理上。我们将展示如何构建健壮的、异步的数据加载器,利用并发技术,确保数据准备工作与模型的前向/反向传播过程完全重叠,实现“零等待”训练。这包括使用异步I/O、内存映射技术和专门的并发队列结构。 图计算的并行化策略: 现代深度学习模型本质上是计算图。本书将分析如何对计算图的拓扑结构进行分析,识别可并行执行的子图,并利用指令级并行(ILP)和数据级并行(DLP)的组合策略加速前向和反向传播过程。 第二部分:训练过程的规模化与同步挑战 大规模模型训练是并发技术应用最密集、挑战最大的领域。本书将细致剖析同步机制的权衡取舍。 模型并行与数据并行: 系统性地比较数据并行(Data Parallelism)和模型并行(Model Parallelism)的适用场景。在数据并行方面,我们将聚焦于高效的梯度聚合技术,包括基于环形All-Reduce的优化实现、梯度压缩(如量化和稀疏化)在分布式环境下的应用,以及如何处理不同设备间通信带宽的不一致性。 流水线并行(Pipeline Parallelism)的实现: 针对超大模型(如Transformer系列)无法完全载入单个GPU内存的情况,本书提供了详尽的流水线并行实现指南。我们将探讨微批次(Micro-Batching)策略、气泡时间(Bubble Time)的最小化技术,以及如何动态调整流水线深度以适应不同的硬件拓扑。 高效的同步原语与死锁避免: 在复杂的并发训练流程中,同步是性能杀手。我们将深入讲解原子操作、无锁数据结构(Lock-Free Structures)在梯度累积和参数更新中的应用,以及如何设计健壮的内存屏障,确保模型状态的一致性,同时避免传统锁机制带来的性能惩罚。 第三部分:面向生产环境的推理加速 训练完成后,模型的部署和实时推理同样需要极致的并发优化。 批处理与动态批处理的并发调度: 解释如何设计并发推理服务器,以最大化GPU利用率。这包括对不同请求的动态合并(Dynamic Batching),以及如何利用操作系统的调度器和容器化技术(如Kubernetes)来管理推理负载的并发执行。 模型执行图的优化与融合: 探讨如何将模型执行图转化为高度优化的、针对特定硬件的并发内核。我们将介绍算子融合(Operator Fusion)技术,该技术通过将多个顺序操作合并成单个并行内核,显著减少内存访问和内核启动开销。 延迟与吞吐量的权衡: 提供量化工具和方法论,帮助读者在低延迟(实时性)和高吞吐量(批处理效率)之间找到最佳的并发配置点。 目标读者群体 本书面向具备扎实Python和机器学习基础知识,并希望将模型性能提升到工业级水平的专业人士: 1. 资深机器学习工程师和研究科学家: 那些受限于单机性能,需要扩展到多卡或多节点训练环境的实践者。 2. 高性能计算(HPC)工程师: 拥有并发编程背景,希望将专业知识应用到快速迭代的AI领域的技术人员。 3. 系统架构师: 负责设计和部署大规模AI基础设施的专业人士,需要理解计算资源的最佳利用方式。 本书的独特价值 《ML With Concurrency》超越了对现有框架(如PyTorch或TensorFlow)API层面的介绍。它深入到这些框架底层依赖的运行时和驱动层,揭示了高性能的关键所在。读者将学习到的不仅仅是“如何调用一个函数”,更是“为什么这个函数比另一个函数更快,以及如何在你的特定硬件上定制它”。通过本书,你将掌握从算法到硬件的完整优化视角,构建出真正能够应对未来AI挑战的、高效、可扩展的机器学习系统。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一名刚入行不久的数据科学家,在学习机器学习的过程中,我常常被那些需要海量计算资源的模型训练过程所困扰。有时候,一个简单的模型,在调参或者数据量稍大一点的时候,就需要漫长的等待,这极大地影响了我的学习和实验效率。《ML With Concurrency》这个书名,对我来说简直是一剂强心针。我迫切地想知道,书中是否能提供一些实用的方法,让我能够更好地利用现有的硬件资源,比如多线程或者多进程来加速模型训练。我尤其关心书中会不会有关于如何针对不同的算法(比如深度学习中的卷积神经网络、循环神经网络)进行并发优化的具体指导。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师,手把手地教我如何写出高效的并发代码,如何避免常见的并发陷阱,以及如何衡量并发带来的性能提升。如果书中能包含一些代码示例,并且能够针对一些常见的机器学习库(如Scikit-learn、XGBoost)提供优化建议,那简直就是我学习路上的“宝藏”了,我非常期待能从中获得实际的帮助。

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我对计算机体系结构和性能优化一直有着浓厚的兴趣,尤其是在当今数据爆炸的时代,如何最大化利用计算资源成为一个关键问题。机器学习的快速发展,更是将这一问题推向了新的高度。《ML With Concurrency》这本书的标题,立即吸引了我。我并非机器学习领域的专家,但我深知,任何复杂的计算任务,其效率都离不开底层的硬件和软件支持。我很好奇,这本书会从哪些角度来阐述“并发”与“机器学习”的结合?它是否会深入探讨CPU、GPU在并发计算中的作用?是否会涉及一些底层的并发编程模型,比如消息传递接口(MPI)或者OpenMP,以及它们在实际的机器学习算法中的应用?我脑海中勾勒出一幅图景:一本能够将抽象的并发理论,与生动的机器学习实例相结合的书籍,它能让我理解,为什么某些算法可以通过并行化而获得指数级的性能提升,又能让我知道如何去实现它。这本书能否为我提供一个全新的视角,去审视和理解机器学习的计算本质,是我最为关注的。

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最近,我对人工智能算法的底层原理产生了浓厚的兴趣,尤其是那些能够提升计算效率和模型性能的技术。我一直在思考,为什么有些模型训练起来如此耗时,而有些则能在短时间内完成?我怀疑这与底层的并发处理能力有着密切的关系。《ML With Concurrency》这个书名,正好戳中了我的这个疑问。我并非一个纯粹的程序员,更多的是一个算法研究者,我希望这本书不仅能讲清楚“怎么做”,更能解释“为什么这么做”。例如,当书中提到“并发”时,我希望它能深入浅出地解释不同的并发模型(如线程、进程、协程)如何影响机器学习任务的性能,以及它们各自的优缺点。我也很好奇,是否会有关于分布式训练的介绍,毕竟在处理超大规模数据集时,单机并发是远远不够的。这本书的出现,让我感觉像是在迷雾中看到了一束光,它承诺将抽象的计算概念与我所热衷的机器学习研究联系起来,为我打开了新的视野。我期待这本书能帮助我构建一个更清晰、更深入的理解,将理论与实践融会贯通,为我未来的研究提供坚实的基础。

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我是一名资深的技术爱好者,对任何能够提升计算效率和解决复杂问题的技术都充满好奇。《ML With Concurrency》这个书名,立刻引起了我的注意,因为它触及到了两个我非常感兴趣的领域:机器学习和并发编程。我一直在思考,随着人工智能模型越来越复杂,数据量越来越庞大,如何才能让这些模型运行得更快、更高效?并发编程无疑是其中的关键。我非常想知道,这本书会如何将这两个看似独立的领域巧妙地结合起来。它是否会探讨如何在多核处理器上并行化地训练机器学习模型?是否会介绍一些用于分布式机器学习的并发框架?我期待这本书能够提供一些深入的见解,解释不同并发策略(如线程、进程、异步编程)如何影响机器学习算法的训练速度和内存占用。我甚至猜想,这本书可能会包含一些关于如何设计高效的并发机器学习算法的原则和技巧,比如如何避免数据竞争、如何有效地同步线程等。这本书能否为我揭示并发在机器学习领域的力量,让我对未来的技术发展有更深刻的理解,是我非常期待的。

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这本《ML With Concurrency》的封面设计给我留下了深刻的印象,那种抽象的、流动的线条,似乎在预示着数据在不同线程间奔腾涌动,构建出智能的脉络。我本身是做大数据分析的,平时工作中接触最多的就是如何高效地处理海量数据,而并行计算和并发编程一直是我的痛点。我一直希望能找到一本能够系统地梳理这些概念,并将其与机器学习的实际应用相结合的书籍。我的好奇心被这个标题所点燃,它不仅仅是泛泛而谈的“并发”,而是明确指向了“机器学习”这个具体领域,这让我觉得它可能触及到我工作中那些最棘手的问题。想象一下,在模型训练的关键时刻,能够充分利用多核CPU的强大能力,将原本需要数小时的训练时间缩短到几十分钟,那该是多么激动人心的场景。这本书是否能提供切实可行的解决方案,引导我一步步实现这样的目标,是我最期待的。我甚至开始构思,如果书中能有针对常见机器学习框架(如TensorFlow、PyTorch)在并发处理方面的优化技巧,那就更完美了。我对它寄予厚望,希望它能成为我技术道路上的一个重要里程碑,帮助我突破瓶颈,在数据科学的浪潮中乘风破浪。

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