無師自通學電腦組裝.維護.故障排除(1CD) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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isbn號碼:9787900414076

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計算機科學前沿技術探索與實踐 內容簡介 本書旨在為具有一定計算機基礎的讀者提供一個深入瞭解和掌握當前計算機科學領域尖端技術與實踐的平颱。全書圍繞現代計算係統的核心理論、前沿應用技術以及構建高性能、高可靠性係統的工程實踐展開，內容涵蓋從底層硬件架構到上層軟件生態的多個關鍵層麵。 第一部分：下一代計算架構與硬件基礎 本部分深入剖析瞭摩爾定律放緩背景下，計算機體係結構的設計演進。重點介紹瞭異構計算模型的崛起，特彆是GPU（圖形處理器）和FPGA（現場可編程門陣列）在通用計算（GPGPU）中的應用原理和編程範式。內容包括： 1. 內存層次結構優化：探討瞭高帶寬內存（HBM）、持久性內存（PMEM）的技術特性、訪問延遲優化策略以及它們如何改變傳統內存管理模型。詳細分析瞭內存牆問題在現代高性能計算（HPC）中的影響及應對方案。 2. 新型處理器設計：涵蓋瞭類腦計算（Neuromorphic Computing）的基本原理，例如脈衝神經網絡（SNNs）的硬件實現挑戰與機遇。同時，對量子計算的基本概念，如量子比特（Qubit）、量子門操作以及當前主流的量子計算模型（如超導、離子阱）的硬件實現瓶頸進行瞭概述，但側重於當前的工程化嘗試和軟件接口。 3. 片上係統（SoC）與片上網絡（NoC）：解析瞭現代多核、多處理器SoC的設計哲學，重點討論瞭片上網絡（NoC）中的路由算法、擁塞控製機製以及它們對係統整體性能和功耗的影響。 第二部分：高級操作係統與分布式係統理論 本部分聚焦於支撐現代雲服務和大規模數據處理的操作係統核心機製和分布式係統的設計範式。 1. 現代內核與虛擬化技術：詳細闡述瞭eBPF（擴展的伯剋利數據包過濾器）在內核可編程性、性能監控和安全增強中的應用。深入研究瞭下一代虛擬化技術，如輕量級虛擬機（如Kata Containers）和WebAssembly（Wasm）在服務器端運行時環境中的潛力，分析瞭它們與傳統Hypervisor的區彆和優勢。 2. 分布式一緻性與容錯：超越傳統的Paxos和Raft算法，本書探討瞭基於多活架構的強一緻性解決方案，以及如何在高分區容錯（AP）場景下實現有限的一緻性保證。內容還包括時間同步機製在分布式事務處理中的關鍵作用（如Google Spanner中的TrueTime）。 3. 存儲係統與數據持久化：重點講解瞭分布式文件係統（如Ceph, GlusterFS）的元數據管理、數據放置策略。對於NewSQL數據庫，分析瞭其在分布式事務、可擴展性和SQL兼容性之間的權衡模型。此外，還涉及瞭麵嚮SSD和NVMe存儲介質的Log-Structured Merge-tree (LSM-tree) 結構優化及其在高寫入負載環境下的性能調優。 第三部分：人工智能與機器學習工程化實踐 本部分旨在橋接AI理論研究與大規模部署的鴻溝，重點關注如何將復雜的機器學習模型高效、穩定地集成到生産環境中。 1. 深度學習模型優化與部署框架：深入解析瞭模型剪枝（Pruning）、量化（Quantization）等模型壓縮技術，並探討瞭如何利用特定硬件加速器（如TPU, 專用AI芯片）進行高效推理。詳細對比瞭ONNX Runtime, TensorFlow Lite, PyTorch Mobile等主流部署框架的特性、性能指標和適用場景。 2. 大規模模型訓練的並行策略：詳述瞭數據並行、模型並行、流水綫並行等訓練策略的底層通信機製（如MPI, NCCL）。探討瞭混閤精度訓練如何平衡速度與模型準確性。 3. 可解釋性AI (XAI) 與模型魯棒性：介紹瞭LIME, SHAP等主流可解釋性方法的技術細節及其在調試和閤規性審查中的應用。同時，深入分析瞭對抗性攻擊（Adversarial Attacks）的生成原理，以及防禦性蒸餾和對抗性訓練等提高模型魯棒性的工程手段。 第四部分：網絡通信與安全前沿 本部分關注構建現代高速、安全的網絡基礎設施所需的前沿技術。 1. 軟件定義網絡（SDN）與網絡功能虛擬化（NFV）：探討瞭OpenFlow協議的局限性及新一代控製平麵技術（如P4語言）如何實現更精細的網絡數據包處理。分析瞭NFV中虛擬網絡功能（VNF）的性能開銷及優化方案。 2. 零信任網絡架構與微服務安全：超越傳統的邊界安全模型，係統闡述瞭零信任安全模型的實施藍圖，包括強大的身份驗證（如FIDO2）、細粒度的授權策略（RBAC/ABAC）。詳細解析瞭在微服務架構中，如何使用服務網格（Service Mesh）技術（如Istio, Linkerd）實現服務間的加密通信、熔斷和請求追蹤。 3. 後量子密碼學（PQC）概述：鑒於量子計算機對現有公鑰密碼係統的威脅，本書對基於格、基於哈希等後量子密碼學的基本數學難題進行瞭簡要介紹，並討論瞭當前標準化進程中具有工程潛力的算法原型。 本書適閤於有誌於從事係統級開發、高性能計算、雲計算基礎設施維護或人工智能工程化工作的專業人士和高級學生。它提供瞭一個從宏觀架構到微觀實現的全麵視野，強調理論指導下的工程實踐能力培養。

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