目 錄
第1章 新一代計算機體系結(jié)構(gòu) 1
1.1 概述 1
1.1.1 多核處理器時代 1
1.1.2 并行計算機與高性能計算 1
1.1.3 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)與云計算 2
1.2 微處理器體系結(jié)構(gòu) 2
1.2.1 片上系統(tǒng) 3
1.2.2 片上網(wǎng)絡(luò) 7
1.2.3 量子計算與量子芯片 16
1.3 多處理機系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 22
1.3.1 多處理機系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò) 22
1.3.2 多處理機系統(tǒng)的一致性問題 27
1.3.3 多處理機的系統(tǒng)程序并行化 30
1.4 數(shù)據(jù)中心集群體系結(jié)構(gòu) 33
1.4.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 34
1.4.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資源管理 38
1.4.3 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)容錯性能 41
1.5 應(yīng)用案列 45
1.5.1 國產(chǎn)處理器—龍芯 45
1.5.2 寒武紀(jì)智能芯片 49
1.5.3 超算與高性能計算機 51
習(xí)題1 53
第2章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 54
2.1 概述 54
2.1.1 基本概念 54
2.1.2 體系架構(gòu) 54
2.1.3 技術(shù)特征 56
2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 57
2.2.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本概念 57
2.2.2 無線傳感器功能結(jié)構(gòu) 61
2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng) 73
2.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特性和應(yīng)用領(lǐng)域 75
2.3 RFID技術(shù) 78
2.3.1 RFID技術(shù)的基本概念 78
2.3.2 RFID系統(tǒng)的組成部分 78
2.3.3 RFID技術(shù)特性和應(yīng)用領(lǐng)域 82
2.4 拓?fù)淇刂坪吐酚蓞f(xié)議 84
2.4.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡介 84
2.4.2 拓?fù)淇刂扑惴?87
2.4.3 路由協(xié)議簡介 92
2.4.4 路由協(xié)議分類 93
2.5 無源感知技術(shù) 96
2.5.1 無源感知技術(shù)概述 97
2.6 空間物聯(lián)網(wǎng) 99
2.6.1 基本概念 99
2.6.2 體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù) 99
2.7 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例 102
2.7.1 無源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 102
2.7.2 車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 103
第3章 云計算技術(shù) 107
3.1 云計算概述 107
3.1.1 云計算起源 107
3.1.2 云計算定義與特征 108
3.1.3 云交付部署模型 108
3.1.4 云計算標(biāo)準(zhǔn)化 110
3.2 云計算架構(gòu) 112
3.2.1 云計算體系結(jié)構(gòu) 112
3.2.2 云服務(wù)模式 113
3.2.3 云計算基礎(chǔ)架構(gòu) 114
3.2.4 移動云計算架構(gòu) 118
3.3 云計算核心技術(shù) 120
3.3.1 虛擬化技術(shù) 120
3.3.2 數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 123
3.3.3 數(shù)據(jù)中心技術(shù) 124
3.3.4 云監(jiān)控與云管理 126
3.4 邊緣計算 128
3.4.1 邊緣計算的基本概念與模型 128
3.4.2 邊緣計算部署 129
3.4.3 邊緣計算卸載技術(shù) 132
3.4.4 云邊協(xié)同計算技術(shù) 135
3.4.5 移動邊緣計算 137
3.5 云計算平臺 141
3.5.1 Google云計算平臺 141
3.5.2 阿里云計算平臺 143
3.5.3 開源云計算平臺 145
3.5.4 云原生技術(shù) 147
3.6 云計算應(yīng)用案例 149
3.6.1 公有云：谷歌云、亞馬遜云、阿里云、騰訊云 150
3.6.2 社區(qū)云—基于云醫(yī)療的網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療平臺 152
3.6.3 私有云—面向微服務(wù)的大數(shù)據(jù)承載云平臺 154
第4章 大數(shù)據(jù)技術(shù) 158
4.1 概述 158
4.1.1 大數(shù)據(jù)簡介 158
4.1.2 大數(shù)據(jù)分析 160
4.1.3 大數(shù)據(jù)與云計算關(guān)系 160
4.2 數(shù)據(jù)采集技術(shù) 161
4.2.1 什么是數(shù)據(jù)采集 161
4.2.2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的不足 162
4.2.3 大數(shù)據(jù)采集的方法 163
4.2.4 大數(shù)據(jù)采集平臺 163
4.3 數(shù)據(jù)處理技術(shù) 164
4.3.1 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)簡介 164
4.3.2 分布式計算框架—MapReduce 164
4.3.3 分布式實時計算系統(tǒng)—Storm 166
4.3.4 查詢分析計算系統(tǒng)—Hive 169
4.3.5 分布式內(nèi)存計算系統(tǒng)—Spark 170
4.4 數(shù)據(jù)挖掘算法 173
4.4.1 基于大數(shù)據(jù)的機器學(xué)習(xí)算法 173
4.4.2 分類算法 175
4.4.3 協(xié)同過濾算法 177
4.5 大數(shù)據(jù)平臺 182
4.5.1 目前主流的大數(shù)據(jù)平臺 182
4.5.2 大數(shù)據(jù)存儲—文件系統(tǒng)（HDFS） 182
4.5.3 大數(shù)據(jù)存儲—數(shù)據(jù)庫（HBase） 184
4.6 大數(shù)據(jù)應(yīng)用 186
4.6.1 基于大數(shù)據(jù)的電子商務(wù) 186
4.6.2 基于大數(shù)據(jù)的個性化推薦 187
4.6.3 基于大數(shù)據(jù)的電力客戶服務(wù)需求預(yù)測 188
習(xí)題4 189
第5章 區(qū)塊鏈技術(shù) 191
5.1 區(qū)塊鏈概述 191
5.1.1 區(qū)塊鏈組成原理 191
5.1.2 區(qū)塊鏈和比特幣 194
5.2 共識算法 198
5.2.1 拜占庭將軍問題和工作量證明 198
5.2.2 權(quán)益證明 200
5.2.3 委托權(quán)益證明 202
5.3 智能合約 203
5.3.1 智能合約概述 203
5.3.2 以太坊智能合約 207
5.3.3 超級賬本鏈碼 214
5.4 區(qū)塊鏈安全和隱私保護 220
5.4.1 數(shù)字錢包安全 220
5.4.2 交易安全和隱私保護 225
5.5 多鏈和跨鏈技術(shù) 228
5.5.1 主鏈和側(cè)鏈 228
5.5.2 跨鏈協(xié)同 230
習(xí)題5 231
第6章 人工智能 233
6.1 人工智能概述 233
6.1.1 人工智能的歷史 233
6.1.2 人工智能發(fā)展現(xiàn)狀 235
6.1.3 人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢 236
6.2 深度學(xué)習(xí) 237
6.2.1 深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 237
6.2.2 深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò) 238
6.2.3 深度學(xué)習(xí)技術(shù) 241
6.2.4 深度學(xué)習(xí)的前沿和總結(jié) 242
6.3 強化學(xué)習(xí) 242
6.3.1 強化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ) 242
6.3.2 有限馬爾可夫決策過程 243
6.3.3 動態(tài)規(guī)劃 246
6.3.4 強化學(xué)習(xí)前沿和總結(jié) 248
6.4 遷移學(xué)習(xí) 249
6.4.1 遷移學(xué)習(xí)的基礎(chǔ) 249
6.4.2 遷移學(xué)習(xí)的基本方法 250
6.4.3 遷移學(xué)習(xí)的前沿技術(shù) 253
6.5 聯(lián)邦學(xué)習(xí) 255
6.5.1 聯(lián)邦學(xué)習(xí)概述 255
6.5.2 橫向聯(lián)邦學(xué)習(xí) 256
6.5.3 縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí) 258
6.5.4 遷移聯(lián)邦學(xué)習(xí) 259
6.6 人工智能安全 261
6.6.1 人工智能安全概述 261
6.6.2 人工智能數(shù)據(jù)安全 262
6.6.3 人工智能算法安全 263
6.6.4 人工智能模型安全 264
6.6.5 人工智能運行安全 265
6.6.6 小結(jié) 266
6.7 應(yīng)用案例 266
6.7.1 人工智能在無人駕駛中的應(yīng)用 266
6.7.2 智能問答 269
習(xí)題6 272
第7 物聯(lián)網(wǎng) 273
7.1 物聯(lián)網(wǎng)安全 273
7.1.1 物聯(lián)網(wǎng)安全框架 273
7.1.2 物聯(lián)網(wǎng)安全攻防技術(shù) 276
7.1.3 物聯(lián)網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn) 281
7.1.4 物聯(lián)網(wǎng)安全實例 282
7.2 云計算安全 284
7.2.1 云計算安全體系 284
7.2.2 云計算區(qū)域邊界安全 286
7.2.3 云服務(wù)計算環(huán)境安全 287
7.2.4 云計算安全管理 294
7.2.5 云計算安全標(biāo)準(zhǔn) 296
7.2.6 云計算安全實例分析 298
7.3 區(qū)塊鏈安全 299
7.3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)與區(qū)塊鏈安全 299
7.3.2 區(qū)塊鏈技術(shù)面臨的安全挑戰(zhàn) 301
7.3.3 區(qū)塊鏈技術(shù)面臨的攻擊 302
7.3.4 區(qū)塊鏈技術(shù)的防御/加強手段 308
7.3.5 區(qū)塊鏈安全實際案例 310
參考文獻(xiàn) 312