边缘计算系统设计与实践
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作者杨剑,李长乐 著
出版社北京大学出版社
ISBN9787301343012
出版时间2023-11
装帧平装
开本16开
定价89元
货号1203115618
上书时间2024-12-02
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商品详情
- 品相描述：全新
- 商品描述
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作者简介
杨剑
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杨剑，具有十多年国内外大型科技企业的研发、架构和项目管理的经验。曾经作为高级工程师参与全球部署和应用的企业级信息系统的设计和开发；负责过华为海外供应链信息系统、生产制造信息系统和相关的物联网和边缘平台的项目管理、设计和实施；最近两年参与并负责了多个国家重点研发计划项目相关课题的研究和开发。对边缘计算、工业物联网和智能制造领域有较深入的研究和丰富的经验。
李长乐，博士，高级工程师，长期从事边缘计算在新能源微电网及储能系统中的应用研究、船舶电力系统研究、产品研发、标准研究等工作。承担及参与国家和省部级科研项目10余项，行业团体标准1项，授权专利10项，其中发明专利8项。入选2021年“上海产业菁英”高层次人才：产业青年英才。
目录
第1章边缘计算介绍
1.1边缘计算简史2
1.1.1IT基础技术的演进历史2
1.1.2挺进边缘计算4
1.2云计算、IoT和边缘计算7
1.2.1近边缘端和远边缘端8
1.2.2边缘计算的应用场景9
1.3通信与硬件技术的发展对边缘计算的推动11
1.3.1计算单元和存储系统13
1.3.2能源管理和收集15
1.3.3通信技术18
1.4热门技术和边缘计算20
1.4.15G技术和边缘计算20
1.4.2云计算、边缘计算和IoT23
1.4.3机器学习和边缘计算24
1.4.4移动边缘计算和移动云计算26
1.5云计算平台提供的边缘计算服务26
1.5.1AWSIoTGreengrass27
1.5.2阿里云LinkEdgeIoT27
1.5.3百度智能边缘29
第2章边缘计算的硬件
2.1不同运算核心硬件在边缘计算中的应用33
2.1.1CPU与冯·诺依曼体系33
2.1.2GPU与并行处理38
2.1.3FPGA与ASIC45
2.1.4未来的新计算技术49
2.2边缘网关和边缘服务器50
2.2.1边缘网关51
2.2.2边缘服务器和边缘一体机52
2.3各种传感器技术55
第3章边缘计算存储系统设计和实现
3.1边缘计算存储系统设计61
3.1.1边缘计算的分布式存储系统61
3.1.2分布式存储理论基础62
3.2开源分布式存储系统66
3.2.1直连式存储和集中式存储66
3.2.2大规模分布式存储技术67
3.2.3分布式存储系统总结94
3.3存储系统硬件技术的发展94
3.3.1早期存储硬件技术94
3.3.2固态硬盘（SSD）技术95
3.3.3未来的存储硬件96
3.4极端条件下的边缘数据存储97
3.4.1边缘计算和云存储能力的盲区97
3.4.2用卡车把数据送回去98
第4章边缘计算的通信
4.1物联网和边缘计算的通信概述101
4.1.1对于边缘设备和物联网设备的通信要求101
4.1.2边缘计算底层通信协议的分类102
4.1.3应用层和消息层协议104
4.1.4通信相关标准组织介绍105
4.2边缘计算网络层通信协议介绍107
4.2.1RPL协议108
4.2.2LoRa协议109
4.2.3NB-IoT协议110
4.2.4LTE-M协议112
4.2.5Sigfox协议113
4.3现场边缘网络和通信114
4.3.1近距离网络通信协议之一：蓝牙技术114
4.3.2近距离网络通信协议之二：ZigBee116
4.3.3近距离网络通信协议之三：Wi-Fi118
4.4应用层协议118
4.4.1MQTT协议119
4.4.2CoAP协议121
第5章边缘计算的安全性
5.1边缘计算面临的安全性挑战125
5.1.1边缘计算面临的重大安全挑战125
5.1.2信息安全领域是全新的战场126
5.1.3谈谈震网病毒127
5.1.4Mirai病毒129
5.2计算机安全的一些基本概念131
5.2.1计算机安全的本质131
5.2.2计算机系统安全的常用方法和概念133
5.2.3计算机加密算法介绍136
5.2.4网络安全技术140
5.3从可信计算到可信边缘计算143
5.3.1可信计算介绍143
5.3.2TPM1.2、TPM2.0和TPCM144
5.3.3基于TPM2.0的可信计算146
5.3.4可信边缘计算147
5.4边缘计算安全问题分类148
5.4.1边缘接入安全问题149
5.4.2边缘服务器安全问题150
5.4.3物理安全问题151
5.5构建安全的边缘计算架构152
5.5.1边缘计算安全综合设计153
5.5.2边缘计算安全实践清单154
第6章边缘计算的微服务架构和消息机制
6.1微服务架构介绍157
6.1.1典型的微服务架构157
6.1.2IoT+边缘计算的微服务架构158
6.2关于容器技术159
6.2.1容器技术（Docker）介绍160
6.2.2Docker引擎160
6.2.3虚拟机和容器的区别162
6.2.4进一步深入容器技术164
6.3微服务技术深度解析165
6.3.1软件开发模式和架构的回顾思考165
6.3.2微服务架构核心组件168
6.3.3P2P协议下的微服务通信173
6.3.4讨论Kubernetes和边缘计算175
6.4边缘计算的微服务架构设计179
6.4.1边缘计算微服务架构的考量179
6.4.2边缘计算架构设计180
第7章边缘计算的数据处理
7.1边缘计算数据处理的价值184
7.1.1传统的数据分析流程184
7.1.2数据价值的思考185
7.2流数据采集和存储186
7.2.1流数据概述186
7.2.1设备接入和数据采集188
7.2.3边缘时序数据存储192
7.3时序数据处理197
7.3.1完整时序数据处理框架TICK197
7.3.2Prometheus和Grafana监控系统201
7.3.3流处理系统204
7.4时序数据分析和预测方法207
7.4.1时序数据的整理和可视化207
7.4.2时序数据的一些重要概念211
7.4.3统计时序预测方法212
7.4.4ARIMA模型训练和预测215
第8章工业边缘计算
8.1工业边缘技术介绍219
8.1.1工业边缘计算的发展现状219
8.1.2工业边缘的应用场景220
8.1.3传统制造业信息系统改造222
8.2工业通信协议与接入技术224
8.2.1不同工业通信协议介绍224
8.2.2OPCUA协议及IT与OT的融合229
8.2.3工业通用接入技术233
8.3边缘计算基础设施和成本236
8.3.1边缘计算对基础设施的影响236
8.3.2边缘计算解决方案成本估算239
第9章机器学习和边缘计算
9.1常用机器学习方法242
9.1.1机器学习的类型242
9.1.2机器学习的步骤和评估指标244
9.1.3基于概率的机器学习方法——朴素贝叶斯分类247
9.1.4数据简化和降维250
9.1.5决策树分类254
9.1.6传统的回归预测方法257
9.2深度学习方法介绍262
9.2.1多层感知机262
9.2.2CNN和RNN264
9.3强化学习265
9.4机器学习在边缘计算中的应用274
9.4.1工业边缘计算平台机器学习案例274
9.4.2强化学习在机器人控制中的应用279
第10章边缘计算开源框架
10.1EdgeXFoundry282
10.1.1EdgeXFoundry简介282
10.1.2EdgeXFoundry的设备服务和核心服务283
10.1.3EdgeXFoundry的支持服务和应用服务286
10.1.4系统管理微服务289
10.2KubeEdge290
10.2.1KubeEdge简介290
10.2.2KubeEdge的安装和配置292
10.2.3KubeEdge对于K8s的改进296
10.3轻量级机器学习框架TensorFlowLite298
10.3.1TensorFlowLite的安装和运行299
10.3.2TensorFlowLite模型的优化301
10.3.3给TensorFlowLite模型添加元数据（Metadata）304
10.4边缘网络价值和未来的挑战308
10.4.1梅特卡夫定律和贝克斯特罗姆定律308
10.4.2未来信息技术发展的制约因素和边缘计算的关系310
内容摘要
目前市场上边缘计算相关的书籍偏理论方面的比较多，而本书则特别强调理论和实践相结合，书中的很多案例、思路和总结都是来源于实际的项目和实践经验。本书不仅说明边缘计算技术是什么（what），而且解释为什么（why）和指导怎么做（how）。本书对边缘计算涉及的技术领域进行了比较全面的介绍和总结。全书共分为10章，第1章是总体介绍；第2~5章主要介绍边缘计算涉及的基础设施层面的知识和技术，包括硬件、存储、通信和安全几个方面；第6~9章主要介绍边缘计算架构和应用层面的知识和技术，包括微服务、数据处理、工业物联网和机器学习几个方面；第10章介绍了三个典型的边缘计算开源框架。本书内容全面，贴近实际，实用新颖，可读性强，特别适合从事物联网和边缘计算领域的工程和研究人员阅读和参考；也适合希望了解边缘计算的架构师、工程师和项目管理者阅读；还适合计算机和信息技术专业的学生，以及物联网和边缘计算技术爱好者阅读。
主编推荐
（1）内容全面：基本覆盖了边缘计算的各个方面，读者可以通过本书对边缘技术有一个非常全面的了解和认识。
（2）面向各类读者：既有深入的理论和架构研究，同时也有各种实用的方法、技巧和解决思路，无论是边缘技术爱好者还是本领域的专业人士，均能从中有所收获。
（3）贴近实际：书中的很多解决方案和案例都是出自笔者亲历的项目和研究中的问题，对于实际工程应用有一定的启发和指导作用。
（4）实用新颖：所有涉及的知识点和理论都尽量能够以真正应用中的技术为基础，同时在每一部分都能够介绍一些最新的研究方向和成果。
（5）趣味性：不但介绍了大量的专业知识，而且穿插了很多有意思的内容，使本书既有知识性，也兼顾趣味性。
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