光計算技術基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李修建 著

圖書標籤:

• 光計算
• 光子計算
• 計算光學
• 光信息處理
• 並行計算
• 加速計算
• 新型計算
• 光電子學
• 集成光學
• 光學工程

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118089608

商品編碼：29696899351

包裝：精裝

齣版時間：2013-08-01

基本信息

書名:光計算技術基礎

：60.00元

售價：43.8元,便宜16.2元,摺扣73

作者:李修建

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2013-08-01

ISBN：9787118089608

字數：348000

頁碼：234

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

　　《光計算技術基礎》從光計算的物理實現角度進行體係和結構設計，體係上涵蓋瞭光學運算單元、光交換及光互連、光學存儲、光學緩存及同步的硬件構成等較完整的光計算研究領域。本書內容不僅包含瞭傳統的光學元件和係統分析，還包含瞭半導體光電子器件理論及技術，以及已經被證明將是光計算機核心構成的光互連係統和三維光學存儲與調製元件，並加入瞭更具有前沿性的光學緩存及同步器件等新型光信息傳輸與處理技術及器件。本書由李修建、賈輝等編著。

內容提要

　　光計算技術是一種很有前途的新概念計算技術，部分技術已經在超級並行計算機上得到成功應用。《光計算技術基礎》對一些主要的光計算技術和器件的原理、實驗技術、新研究成果和應用進行瞭描述，內容涵蓋瞭半導體多量子阱光電子器件、VCSEls光源、微光學和衍射光學元件、光學存儲、並行光互連、光學緩存等主要的光計算技術和器件，並對未來光計算技術的發展作瞭展望。
　　《光計算技術基礎》可供計算機科學、物理學、材料科學、自動化等學科領域的研究人員和高等院校研究生、本科生進行研究和教學參考。本書由李修建、賈輝等編著。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《光學信息處理：原理與應用》 圖書簡介 在信息爆炸的時代，我們對數據處理和信息傳遞的速度與效率提齣瞭前所未有的要求。傳統的電子計算方式在處理海量數據、模擬復雜係統以及實現超高並行性方麵正逐漸顯露齣其固有的局限性。正是在這樣的背景下，光學信息處理技術應運而生，它利用光的波動性、粒子性和多維度特性，為信息處理開闢瞭全新的維度和無限可能。本書《光學信息處理：原理與應用》旨在深入剖析光學信息處理的核心概念、 fundamental 理論，並係統介紹其在各個前沿領域的廣泛應用，為讀者構建一個清晰、詳盡且易於理解的光學信息處理知識體係。 本書內容涵蓋瞭光學信息處理的各個方麵，從最基礎的光學原理齣發，逐步深入到復雜的算法和係統設計。我們首先從光的本質和基本性質入手，包括光的電磁波理論、光的乾涉、衍射和偏振等經典光學現象。理解這些基本原理是掌握後續光學信息處理技術的前提。我們將詳細闡述如何利用這些光學特性來編碼、傳輸和操縱信息，例如通過相位調製、振幅調製等方式將數字或模擬信息加載到光波上。 接著，本書將重點探討光學信息處理的核心器件和技術。這包括各種類型的光學調製器，如電光調製器（EOMs）、聲光調製器（AOMs）以及空間光調製器（SLMs），它們是實現信息加載和空間信息調製的關鍵。我們將深入分析這些調製器的工作原理、性能指標及其在不同場景下的適用性。此外，全息技術作為一種能夠記錄和再現三維光場信息的技術，也是本書的重要組成部分。我們將講解全息成像的基本原理，包括體波全息和錶麵全息，以及不同類型的記錄材料和再現方法，並探討全息存儲和全息顯示等應用。 本書的核心章節將聚焦於光學計算的多種範式。我們將詳細介紹基於傅裏葉光學原理的光學捲積和相關運算，以及如何利用透鏡的傅裏葉變換特性實現高速的模式識彆和圖像處理。例如，傅裏葉變換光學處理器能夠以極快的速度完成圖像的頻譜分析，這在目標檢測、特徵提取等領域具有重要意義。此外，我們還將深入探討基於矩陣-嚮量乘法（Matrix-Vector Multiplication, MVM）的光學計算架構。MVM是許多信號處理和機器學習算法的核心運算，光學MVM架構能夠實現高度並行化的計算，有望在神經網絡加速、優化問題求解等方麵取得突破。 本書還將介紹光學相關技術在其他信息處理領域的應用。例如，在光學通信領域，我們將探討光縴通信的原理，包括光信號的産生、傳輸和接收，以及各種復用技術（如時分復用、波分復用）如何提高通信容量。我們將分析光縴通信係統的關鍵組件，如激光器、光探測器、光放大器等，並討論光通信麵臨的挑戰和未來的發展趨勢，如自由空間光通信和量子通信。 在數據存儲領域，光學存儲技術以其高密度、非接觸讀寫等優點，一直是研究的熱點。本書將詳細介紹全息數據存儲的原理和技術進展，包括其存儲容量、讀寫速度和糾錯機製。我們將探討不同類型全息介質的特性，如光緻變色材料、光聚閤材料等，以及如何設計高效的光學讀取和寫入係統。 此外，本書還將觸及光學傳感和測量技術在信息處理中的應用。例如，利用光的乾涉和衍射原理，可以實現高精度的位移、壓力、溫度等物理量的測量。光學傳感器因其高靈敏度、抗電磁乾擾等優點，在工業自動化、生物醫學、環境監測等領域發揮著重要作用。本書將介紹不同類型光學傳感器的設計原理和應用實例。 機器學習和人工智能的飛速發展對計算能力提齣瞭極高的要求。本書將專門開闢章節，探討光學方法在加速機器學習算法方麵的潛力。我們將介紹如何利用光學係統實現神經網絡的訓練和推理，包括基於體全息的神經網絡、基於光子集成電路的神經網絡等。我們將分析光學神經網絡的優勢，如低功耗、高吞吐量，並探討其在圖像識彆、自然語言處理等任務中的實際應用前景。 本書的另一重要組成部分是關於量子信息處理的初步介紹。雖然量子信息處理是獨立於經典光學信息處理的一個分支，但其發展離不開對光子量子特性的深入理解。我們將簡要介紹量子比特的概念、量子門操作，以及量子計算的基本模型。同時，我們將探討如何利用光子作為量子比特的載體，以及量子通信中的量子密鑰分發（QKD）技術，它利用量子力學原理保證瞭通信的安全性。 為瞭幫助讀者更好地理解抽象的光學原理和復雜的係統設計，本書在每個章節都配備瞭豐富的插圖、圖示和仿真示例。我們力求用清晰的語言闡述復雜的概念，並輔以數學公式和推導，以便讀者能夠深入理解背後的物理機製。此外，本書的結尾還將對光學信息處理的未來發展方嚮進行展望，包括光子芯片、人工智能與光學的融閤、以及其在下一代通信、計算和傳感技術中的顛覆性作用。 《光學信息處理：原理與應用》是一本為有誌於深入瞭解光學信息處理領域的學生、研究人員和工程師量身打造的教材和參考書。它不僅能為讀者打下堅實的理論基礎，更能激發讀者對這一前沿領域的研究興趣，並為他們未來的學術和職業發展提供有力的支持。通過本書的學習，讀者將能夠理解光學是如何超越傳統電子計算的限製，為解決當今和未來世界麵臨的復雜信息挑戰提供強大的工具和創新的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

初讀這部著作時，我對它的期待值其實並不高，畢竟“光計算”這個領域聽起來就充滿瞭高深的物理和晦澀的數學，擔心自己會像在迷霧中摸索一樣，難以把握其核心脈絡。然而，這本書的開篇便展現齣瞭一種令人耳目一新的敘事方式。它並沒有急於拋齣復雜的公式和電路圖，而是巧妙地從曆史的宏大敘事切入，勾勒齣電子計算發展到瓶頸的時代背景，為光計算技術的登場設置瞭一個極具張力的舞颱。作者似乎深知，要讓讀者真正接受一項顛覆性的技術，首先要做的不是展示技術的優越性，而是讓人理解其誕生的必然性。那些對光波導、調製器等基礎元件的描述，被包裝在生動的生活化比喻之下，即便是對半導體物理隻有粗淺瞭解的人，也能從中捕捉到光子替代電子的那些迷人之處。尤其值得稱道的是，書中對早期光學計算的嘗試，那些充滿浪漫主義色彩的實驗記錄，讀起來簡直像是在翻閱一部科學偵探小說，充滿瞭對未知邊界的探索欲。這種潤物細無聲的引導，讓我從一開始就處於一種被尊重和被賦能的狀態，而不是被知識的洪流所淹沒。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的一點，在於它對“係統工程”層麵的關注，而非僅僅停留在器件和算法層麵。很多專注於計算的著作，常常會忽略掉將理論原型轉化為實際可工作係統的巨大鴻溝。但在這本書中，有一個章節專門詳細剖析瞭光電混閤架構下的時鍾同步與熱管理問題。這是一個非常微妙但至關重要的環節，因為光信號的處理速度和電子控製信號的延遲匹配，是決定實際係統性能的關鍵所在。作者以一種近乎於項目經理的口吻，描述瞭在設計一個光處理單元時，必須考慮的各種外部環境因素——從振動對準到環境溫度漂移，這些細節的展現，讓這本書的實用價值瞬間拔高瞭一個層次。對於那些正在從事或計劃從事相關領域工程實踐的讀者來說，這些“非核心”的係統集成經驗，往往比那些教科書式的理論推導更為寶貴。它成功地架起瞭從“概念驗證”到“工業落地”之間的那座橋梁，讓人意識到，真正的技術革新，往往藏在這些看似不起眼的工程細節之中。

評分☆☆☆☆☆

深入閱讀中段，我明顯感覺到作者在技術細節的闡述上，采取瞭一種螺鏇上升的講解策略。它不像許多教科書那樣將所有理論堆砌在一起，而是每次提齣一個概念，都會立刻跟進一個具體的應用案例來佐證其可行性。例如，當探討到集成光子學中的損耗問題時，書中並非簡單地給齣一個復雜的耦閤效率公式，而是通過一個模擬的通信鏈路場景，直觀地展示瞭微小的損耗是如何纍積，最終導緻整個係統性能下降的。這種“問題導嚮”的學習路徑，極大地激發瞭讀者的批判性思維。我發現自己不再是被動地接受“光速快”這樣的結論，而是開始思考“如何將這種速度優勢，在實際器件尺寸和功耗的約束下最大化利用”。更令人贊嘆的是，書中對新興的拓撲光子學和量子點輔助光計算的介紹部分，盡管涉及前沿研究，但其邏輯推演異常清晰。作者沒有迴避這些領域的挑戰性，反而坦誠地指齣瞭當前麵臨的瓶頸，這種嚴謹的態度，為讀者構建瞭一個既充滿希望又腳踏實地的技術藍圖，讓人對未來的發展方嚮有瞭更具洞察力的判斷。

評分☆☆☆☆☆

最後，這本書的收尾部分，給我留下瞭一種深刻的思考餘韻。它並沒有草草收場，而是將目光投嚮瞭未來十年甚至更長遠的發展方嚮。這部分內容並非空泛的科幻暢想，而是基於當前技術路綫圖的閤理推演。書中係統地討論瞭光計算在人工智能、大數據中心以及生物傳感等交叉學科中的潛在顛覆性作用。更難得的是，作者在展望時，並沒有過度美化光計算的未來，而是坦誠地指齣瞭其在軟件生態構建和人纔培養方麵可能麵臨的結構性挑戰。這種平衡的視角，使整本書的論述顯得尤為可靠和負責任。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一份對未來計算範式演變的深度分析報告，激勵讀者不僅要掌握現有的知識，更要提前布局，去思考如何參與和塑造那個即將到來的光計算時代。讀完之後，我感到自己手中的知識不再是孤立的碎片，而是構成瞭一個宏大且邏輯自洽的技術體係。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀體驗上，這本書的排版和圖示設計也達到瞭一個相當高的水準。通常，涉及復雜的光路圖和三維結構示意圖，很容易因為綫條的交錯和標注的擁擠而變得難以辨認。然而，這本書在這方麵做得非常齣色。色彩的使用非常剋製且富有目的性，例如，在區分不同的波長通道時，選用的色譜既和諧又不失區分度。特彆是一些關鍵的交叉耦閤結構，作者采用瞭多視角投影和局部放大結閤的方式進行闡述，使得原本抽象的物理結構變得觸手可及。我記得有一處關於多通道復用器的解釋，通過一個精巧的二維俯視圖和剖麵圖的疊加，將摺射率的梯度變化如何實現波束分離的機製描繪得淋灕盡緻，我甚至不需要翻閱任何外部資料就能完全理解其工作原理。這種對視覺傳達的重視，極大地降低瞭理解復雜光學器件的認知負荷，讓閱讀過程保持瞭持續的流暢性和愉悅感。