计算机科学前沿技术

作者简介

《计算机科学前沿技术》是一本计算机科学的入门与提高教材，在力求保证学科广度的同时，还兼顾主题的深度，同时特别强调计算机科学的前沿性，既介绍计算机学科相关主题的来龙去脉，也介绍国内外最新、最热门的前沿课题。《计算机科学前沿技术》既涉及传统的诸如计算机网络、操作系统、人工智能这样的计算机传统研究领域，又涉及像云计算、物联网、智慧地球等这样的新兴热门研究领域。重点讲解这些最新计算技术在各个学科中的应用。既让读者对计算机新兴技术有一个宏观的把握，又通过各种案例的分析，指导读者将计算机最新技术应用到各自相关的专业和学科之中。

书籍目录

推荐序1

推荐序2

推荐序3

前言

第1章


概述

第2章


计算机硬件的发展

第3章


高性能计算

第4章


现代操作系统

第5章


计算机网络新技术

第6章


可信系统和可信软件

第7章


数据库技术的发展

第8章


数据挖掘及其应用

第9章


人工智能前沿

第10章

机器学习的研究

第11章

搜索引擎技术

第12章

集体智慧与Web 2.0

第13章

云计算

第14章

物联网技术

第15章

服务科学与服务计算

第16章

智慧地球

参考文献

附录A


全球顶尖的20所计算机专业大学

附录B


国内外著名高校计算机科学课程体系

附录C


中国计算机学会推荐国际学术刊物和会议

附录D


IBM Key Conference List

编辑推荐

《计算机科学前沿技术》图文并茂，信息量丰富，对初学者有相当的吸引力。我国许多大学都有计算机科学与技术学院(系)，但真正教“计算机科学”的大学并不多，所以我很希望见到一本好的“计算机科学”通识课教材。《计算机科学前沿技术》很好地记录了计算机科学技术发展的新趋势和新动向。能够为企业界的技术主管和研发人员揭示未来计算机科学的发展方向，能够将高校教师和学生带到多个新的科学技术领域，还能够启发立志创业的人士找到时代赐予的机遇。相信这本《计算机科学前沿技术》会使许多人受益！《计算机科学前沿技术》既适合作为高等院校计算机以及相关专业本科生教材或教学参考书，也可以供有意在计算机和信息学科方面发展的非计算机专业读者阅读。

内容概要

　　王伟，博士，中国计算机学会高级会员，现为同济大学计算机科学与技术系教师，CCF
YOCSEF上海学术秘书。曾赴1BM中国研究院和SAP中国研究中心任实习助理研究员。2009年赴德国ErlangenNuernberg大学访问交流，2011年赴芬兰Aalto大学参与师资培训。在IEEE
Transactions系列、《中国科学》和《计算机学报》等国内外高水平学术刊物和会议上发表论文四十余篇，其中SCI检索十余篇。曾获得IBM全球博士生英才奖和IBM中国优秀教师奖教金，并于2012年入围同济大学青年教师讲课大赛决赛。热衷于计算机科学的普及教育与研究型人才的培养，关注于计算思维（Computational
Thinking）与自由文理（Liberal Arts）的教学理念。

媒体关注与评论

　　该书图文并茂，信息量丰富，对初学者有相当的吸引力。我国许多大学都有计算机科学与技术学院(系)，但真正教“计算机科学”的大学并不多，所以我很希望见到一本好的“计算机科学”通识课教材。 　　——李国杰 中国工程院院士、中国计算机学会名誉理事长 　　　　向读者系统展示了计算机学科中的那些令人激动的前沿技术领域，通过大量引人入胜的图片和深入浅出的实例向读者叙述了计算机如何给人类的生活带来了巨大的变化。书中的很多内容都很好地体现了计算机科学中无处不在的计算思维及其重要作用。 　　——陈国良 中国科学院院士。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任 　　　　从某种意义上来说，该书在一定程度上反映了计算机学科的发展和演变过程，这对从事计算机科学领域的研究人员来说有着非常好的借鉴意义。最重要的是，该书可以很好地吸引更多的优秀学生和研究人员加入到计算机科学与技术这个令人激动的研究领域中来。 　　——蒋昌俊 973首席科学家、同济大学副校长 　　　　《计算机科学前沿技术》一书很好地记录了计算机科学技术发展的新趋势和新动向。能够为企业界的技术主管和研发人员揭示未来计算机科学的发展方向，能够将高校教师和学生带到多个新的科学技术领域，还能够启发立志创业的人士找到时代赐予的机遇。我相信这本书会使许多人受益! 　　——毛新生 IBM中国开发中心首席技术官兼创新工程院院长

名人推荐

该书图文并茂，信息量丰富，对初学者有相当的吸引力。我国许多大学都有计算机科学与技术学院（系），但真正教“计算机科学”的大学并不多，所以我很希望见到一本好的“计算机科学”通识课教材。 —— 李国杰 中国工程院院士、中国计算机学会名誉理事长 向读者系统展示了计算机学科中的那些令人激动的前沿技术领域，通过大量引人入胜的图片和深入浅出的实例向读者叙述了计算机如何给人类的生活带来了巨大的变化。书中的很多内容都很好地体现了计算机科学中无处不在的计算思维及其重要作用。 —— 陈国良中国科学院院士、教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任 从某种意义上来说，该书在一定程度上反映了计算机学科的发展和演变过程，这对从事计算机科学领域的研究人员来说有着非常好的借鉴意义。最重要的是，该书可以很好地吸引更多的优秀学生和研究人员加入到计算机科学与技术这个令人激动的研究领域中来。 —— 蒋昌俊973首席科学家、同济大学副校长 本书一书很好地记录了计算机科学技术发展的新趋势和新动向。能够为企业界的技术主管和研发人员揭示未来计算机科学的发展方向，能够将高校教师和学生带到多个新的科学技术领域，还能够启发立志创业的人士找到时代赐予的机遇。我相信这本书会使许多人受益！ —— 毛新生IBM中国开发中心首席技术官兼创新工程院院长

章节摘录

版权页：   插图：   NVIDIA公司于2007年正式发布的CUDA（Compute Unified Device Architecture，计算统一设备架构）是第一种不需借助图形学API就可以使用类C语言进行通用计算的开发环境和软件体系。与以往的传统GPGPU开发方式相比，CUDA有十分显著的改进。经过多年的发展，CUDA与支持CUDA的GPU在性能上有显著提高，功能上也在不断完善。 由于在性能、成本和开发时间上较传统的CPU解决方案有显著优势，CUDA的推出在学术界和产业界引起了热烈反响。现在，CUDA已经在金融、石油、天文学、流体力学、信号处理、电磁仿真、模式识别、图像处理、视频压缩等领域获得广泛应用，并取得了丰硕的成果。随着GPU的进一步发展和更多的开发人员参与到GPU通用计算的开发中来，可以预见，GPU将在未来的计算机架构中扮演更加重要的角色，甚至许多以往被认为不可能的应用也会因为GPU的强大处理能力而成为现实。 CUDA发展之路：2007年1.0版，只有研究人员和一些尝鲜者体验；次年升级为2.0版，吸引了科学家和高性能计算领域；2009年3.0版，掀起了应用程序创新的风潮；2011年4.0版诞生，意味着将有更广泛的开发人员加入CUDA阵营。CUDA 4.0作为一个全新版本，功能特性自然增加了不少，主要涉及应用程序移植的简化、多GPU编程的加速、开发工具的增加和改进三个方面。NVIDIA正在将自己定位成一家“超级”计算公司，CUDA 4.0就是这条路上的重要里程碑。 OpenCL全称0pen Computing Language，是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准，也是一个统一的编程环境，便于软件开发人员为高性能计算服务器、桌面计算系统、手持设备编写高效轻便的代码，而且广泛适用于多核心处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、Cell类型架构以及数字信号处理器（DSP）等其他并行处理器，在游戏、娱乐、科研、医疗等各种领域都有广阔的发展前景。 OpenCL是一个为异构平台编写程序的框架，此异构平台可由CPU、GPU或其他类型的处理器组成。OpenCL由用于编写kernels（在OpenCL设备上运行的函数）的语言（基于C）和一组用于定义并控制平台的API组成。OpenCL提供了基于任务分区和数据分区的并行计算机制。 OpenCL最初由Apple公司开发，Apple拥有其商标权，并在与AMD、IBM、Intel和NVIDIA技术团队的合作之下初步完善。随后，Apple将这一草案提交至Khronos Group。2008年6月16日，Khronos的通用计算工作小组成立。5个月后的2008年11月18日，该工作组完成了OpenCL 1.0规范的技术细节。该技术规范在由Khronos成员进行审查之后，于2008年12月8日公开发表。2010年6月14日，OpenCL 1•1发布。

图书封面

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