Techniques and Applications for Advanced Information Privacy and Security pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Nemati, Hamid R. (EDT)

出品人:

页数:378

译者:

出版时间:

价格:1505.00 元

装帧:

isbn号码:9781605662107

丛书系列:

图书标签:

信息安全
数据隐私
高级安全
隐私技术
应用安全
网络安全
数据保护
安全架构
信息技术
密码学

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具体描述

计算机科学与技术前沿探索：面向下一代系统的并发计算与并行化策略书籍简介随着计算需求的爆炸式增长，传统串行计算模型已无法满足现代应用对高性能和高效率的严苛要求。本专著深入探讨了并发计算（Concurrent Computing）与并行化策略（Parallelization Strategies）的理论基础、关键技术以及在复杂系统设计中的实际应用。本书旨在为资深软件工程师、系统架构师以及计算科学领域的研究人员提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术视野。本书的结构设计遵循从理论到实践、从基础概念到尖端应用的递进路线，共分为七个主要部分，涵盖了多核架构、异构计算、分布式算法以及系统级性能优化等核心议题。 --- 第一部分：并发计算的理论基石与模型（Foundations of Concurrency）本部分首先奠定了理解并发系统的理论基础。我们不将并发视为简单的代码并行执行，而是将其视为对系统状态管理和资源协调的数学建模过程。 1.1 进程与线程的生命周期管理：详细分析了操作系统内核如何调度和管理轻量级进程（LWP）和用户级线程。重点讨论了上下文切换的开销、上下文丢失的风险，并引入了非抢占式调度在某些实时系统中的应用优势。 1.2 内存模型与一致性：深入研究了C++内存模型（C++ Memory Model, C++11/17/20）。我们不仅仅停留在`std::atomic`的使用层面，而是剖析了底层硬件的缓存一致性协议（如MESI、MOESI）如何影响软件层面的可见性。书中提供了大量关于数据竞争（Data Races）的案例分析，以及如何通过恰当的内存屏障（Memory Barriers）来强制执行特定的指令重排序约束，确保跨处理器数据访问的逻辑顺序。 1.3 经典同步原语的局限性与演进：对互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、条件变量（Condition Variables）进行了严格的性能评估。特别地，我们探讨了在超高并发场景下，基于锁的机制如何退化为性能瓶颈。在此基础上，本书引入了无锁（Lock-Free）和无等待（Wait-Free）数据结构的理论，例如基于Compare-and-Swap (CAS)操作的实现，以及如何利用RDCSS等更复杂的原子操作来构建更健壮的并发数据结构。 --- 第二部分：并行化策略与架构映射（Parallelization Paradigms and Architectural Mapping）本部分聚焦于如何将算法有效地映射到特定的并行硬件上，强调软件设计必须紧密贴合底层架构的特性。 2.1 任务级并行与数据级并行：明确区分了两种主要的并行分解方式。对于任务级并行（Task Parallelism），我们探讨了如何使用依赖图（Dependency Graphs）来调度相互独立的计算单元。对于数据级并行（Data Parallelism），本书详细分析了数据依赖分析（Data Dependency Analysis）的方法，这是编译器自动并行化的核心。 2.2 共享内存并行：OpenMP的深度优化：超越基础的`pragma omp parallel for`指令，本章专注于OpenMP的高级特性。讨论了嵌套并行（Nested Parallelism）的挑战、运行时并行（Runtime Parallelism）调度策略的选择（如`guided`与`dynamic`），以及如何使用线程亲和性（Thread Affinity）来优化缓存命中率，避免伪共享（False Sharing）问题。 2.3 分布式内存并行：MPI的性能调优：针对大规模集群计算，本书深入剖析了消息传递接口（MPI）。重点在于优化通信模式：对比点对点通信（Point-to-Point）和集合通信（Collective Communications）（如`Allreduce`, `Gather`）的开销模型。书中包含如何利用非阻塞通信（Non-blocking Communication）与计算重叠（Compute-Communication Overlap）的技术，以隐藏通信延迟。 --- 第三部分：异构计算环境下的并行编程（Parallelism in Heterogeneous Environments）现代计算系统普遍采用CPU、GPU、FPGA等多种计算单元并存的异构架构。本部分探讨如何最大化这类系统的吞吐量。 3.1 GPU编程模型深入剖析：CUDA与OpenCL：我们详细阐述了GPU的内存层次结构（全局内存、共享内存、寄存器）与SM（Streaming Multiprocessor）的执行模型。关键在于理解线程束（Warp/Wavefront）的执行同步机制和延迟隐藏能力。书中提供了高性能矩阵乘法（GEMM）的CUDA优化实例，重点在于共享内存的平铺（Tiling）技术以优化访存局部性。 3.2 数据传输与卸载策略：讨论了CPU与GPU之间数据拷贝的延迟代价，并介绍了零拷贝（Zero-Copy）技术和统一内存（Unified Memory）模型的性能权衡。对于需要频繁在CPU和加速器间交换数据的应用，如何设计最优的预取和同步机制至关重要。 3.3 领域特定加速器与运行时系统：简要介绍了针对特定领域的加速器（如TPU或专用AI芯片）的编程接口，并探讨了运行时系统（Runtime Systems）（如Charm++或Parallella）在动态负载均衡和故障恢复方面的作用。 --- 第四部分：并发数据结构与事务性内存（Concurrent Data Structures and Transactional Memory）高效的共享数据结构是构建高性能并发应用的核心。 4.1 动态并发数据结构的实现：提供了高度优化的跳表（Skip List）、哈希表（Hash Table）以及队列（Queue）的无锁实现。书中详细推导了如何使用RCU（Read-Copy-Update）机制来安全地更新复杂的链表结构，避免了传统引用计数带来的同步开销。 4.2 软件事务性内存（STM）的原理与实践：探讨了STM作为一种替代锁的编程范式。我们分析了STM如何通过乐观并发控制（Optimistic Concurrency Control）来管理内存版本和冲突检测。书中对比了Eager vs Lazy写入策略，以及在事务冲突高发场景下STM性能衰减的原因。 --- 第五部分：分布式系统的并发控制与一致性（Distributed Concurrency and Consistency）当计算跨越多个独立节点时，并发问题被扩展为分布式一致性问题。 5.1 强一致性模型与共识算法：深入剖析了Paxos和Raft算法的细节，重点在于它们的日志复制过程、领导者选举机制以及如何保证线性一致性（Linearizability）。书中提供了基于Raft构建高可用配置服务的实践案例。 5.2 最终一致性与冲突解决：对于延迟敏感的系统，我们转向最终一致性（Eventual Consistency）。详细讨论了冲突复制数据类型（Conflict-free Replicated Data Types, CRDTs），如G-Counters和LWW-Registers，它们允许在没有中央协调器的情况下安全合并并发更新。 --- 第六部分：性能分析、调试与验证（Performance Analysis, Debugging, and Verification）再优秀的并发设计也需要严格的验证和精细的性能剖析。 6.1 并发程序的调试工具：介绍了专门用于发现死锁、活锁和竞态条件的工具，例如ThreadSanitizer (TSan) 和Helgrind的工作原理。强调了如何使用这些工具进行系统性的错误注入和压力测试。 6.2 性能剖析与瓶颈识别：讲解了如何使用硬件性能计数器（Hardware Performance Counters）来量化缓存未命中率、分支预测错误率和指令级并行度（ILP）。特别关注如何利用这些指标来指导内存访问模式和线程粒度的调整。 6.3 形式化验证方法：介绍了使用模型检测（Model Checking）技术（如TLA+）来形式化描述并发协议的正确性，从而在代码实现前发现逻辑缺陷。 --- 第七部分：面向未来的并发挑战（Future Challenges in Concurrency）本章展望了未来计算范式对并发处理提出的新要求。 7.1 内存持久性与非易失性内存（NVM）：探讨了NVM对现有并发数据结构和恢复机制的冲击，例如如何设计保证持久化操作的原子性。 7.2 量子计算对并行算法的影响：简要讨论了Grover's 算法等如何改变搜索和优化问题的并行复杂度，以及经典并发理论在量子硬件上的潜在映射。本书内容严谨、案例丰富，旨在超越教科书的广度，深入到高性能计算实践的核心挑战中，为构建下一代高并发、高可靠的计算系统提供坚实的理论指导和实用的工程蓝图。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《Techniques and Applications for Advanced Information Privacy and Security》让我联想到了一系列令人兴奋的可能性。我一直认为，信息隐私和安全不仅仅是技术层面的问题，更是一个涉及法律、伦理和社会工程学的复杂体系。因此，我希望这本书能不仅仅局限于枯燥的技术细节，而是能够提供一个更广阔的视野。我期待它能够深入探讨数据泄露事件背后的根本原因，分析当前的安全漏洞和隐私侵犯的常见模式，并在此基础上提出创新的防护策略。特别是“先进”二字，让我对书中可能介绍的新型威胁，如高级持续性威胁（APT）、人工智能驱动的网络攻击，以及针对新兴技术的安全挑战（例如区块链安全、5G网络安全）有了浓厚的兴趣。我希望书中能够提供一些关于如何设计和实现更具弹性和自适应性的安全防护体系的思路，以及在实际应用层面，如何将这些先进技术落地，并有效地解决现实世界中的隐私和安全难题。

评分☆☆☆☆☆

《Techniques and Applications for Advanced Information Privacy and Security》这个书名，立刻点燃了我对未来信息世界安全保障的想象。我尤其关注“应用”这个词，因为再精妙的技术，如果不能转化为切实可行的解决方案，那也只是空中楼阁。我希望这本书能够提供一些突破性的应用案例，展现如何在物联网设备、智能家居、自动驾驶汽车这些新兴领域中，构建起强大的隐私保护和安全屏障。我一直觉得，随着科技的飞速发展，我们的生活越来越便利，但随之而来的隐私风险也日益严峻。这本书能否提供一些关于如何在这种趋势下，既享受科技带来的便利，又能有效守护个人隐私的智慧？例如，如何在处理海量个人数据时，既能进行有效的分析和挖掘，又能防止数据被滥用或泄露？我希望书中能够给出一些引人深思的答案，并且在技术层面，能够有足够的前瞻性，预测并应对未来可能出现的安全挑战。

评分☆☆☆☆☆

我近期翻阅了不少关于网络安全和数据隐私的书籍，但其中很多往往停留在基础概念的介绍，或者过于技术化，对于非专业人士来说门槛较高。当我看到《Techniques and Applications for Advanced Information Privacy and Security》这个书名时，我立刻被它“先进”这个词吸引了。这意味着它可能不再只是讲述那些陈旧的防火墙和杀毒软件，而是会触及到更前沿的领域，比如零知识证明、差分隐私、同态加密等，这些技术在保障数据可用性的同时，又能最大程度地保护数据隐私，是当前学术界和产业界都在积极探索的方向。我非常想知道书中是如何解析这些复杂的技术原理的，并期望它能提供一些具体的应用案例，让我了解这些先进技术是如何在实际场景中发挥作用的，例如在金融风控、医疗健康、社交媒体等领域。此外，我也希望这本书能够提供一些关于安全审计、风险评估以及应急响应方面的实用指导，帮助我更好地理解和应对潜在的安全风险。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名让我产生了极大的好奇，它承诺了“先进的信息隐私和安全”的技术和应用，这正是我一直以来在信息技术领域探索的重点。我一直对如何保护敏感数据免受日益复杂的网络威胁以及如何设计出真正能够捍卫用户隐私的系统充满兴趣。在数字时代，个人信息和企业机密的价值愈发凸显，与之伴随的网络攻击和数据泄露事件也层出不穷，这使得信息安全和隐私保护成为了一个刻不容缓的议题。我希望这本书能够深入浅出地解释当前信息隐私和安全领域面临的挑战，并提供切实可行的解决方案。具体来说，我期待它能涵盖最新的加密算法、访问控制机制、身份认证技术，以及在物联网、云计算、大数据等新兴技术环境下，如何构建更加鲁棒和安全的系统。同时，我也对书中可能探讨的法律法规、伦理道德以及用户意识教育等方面的应用性内容抱有很高的期望，因为技术的进步离不开人文关怀和社会责任的支撑。一本优秀的图书应该能够启发思考，引导实践，并为读者提供一个全面而深入的视角，以应对这个充满挑战和机遇的领域。

评分☆☆☆☆☆

在数字鸿沟日益加剧的今天，信息安全和隐私保护的重要性不言而喻，《Techniques and Applications for Advanced Information Privacy and Security》这个书名，恰好捕捉到了这个时代的核心议题。我之所以对这本书产生浓厚兴趣，是因为我希望它能提供一些在技术层面之外，更为全面的思考。我期待书中能够探讨如何构建一个更加公平和安全的数字社会，其中涉及到如何在不同国家和地区之间协调信息安全标准，以及如何在技术发展的同时，兼顾不同用户群体的隐私需求。例如，对于老年人、儿童等弱势群体，如何为他们提供更加简便易懂的安全防护指南？我希望书中能够提供一些关于如何将先进的安全技术与人文关怀相结合的思考，并且能够探讨如何在政策层面，推动更有效的隐私保护立法和监管。一本优秀的图书，应该能够引领读者超越纯粹的技术层面，去思考信息安全和隐私保护更深层次的社会意义和价值。

评分☆☆☆☆☆