边缘计算 一种应用视角

本书本着务实具体、详略得当、启发创新的指导思想，主要特色如下：<br> ?全方位系统性介绍了边缘计算的原理。<br> ?深入剖析了边缘计算相关的应用研究问题，通过给出各个问题的本质分析与思考，能够帮助读者更好地构建对边缘计算的认识。<br> ?引入了当前近期新研究进展，使读者更为深入、透彻地理解边缘计算。

本书紧密结合当前边缘计算领域近期新的发展趋势与研究成果，本着务实具体、详略得当、启发创新的指导思想，系统、全面地介绍了边缘计算的原理与应用，包括基本概念、架构原理、核心技术、主要研究方向与挑战，以及多个应用的近期新研究进展。撰写本书时最艰难的是选择从哪些应用视角来讲述边缘计算。最终，我们选择了计算卸载、服务部署、视频分析、模型推断、联邦学习等当下应用最为广泛的若干应用进行了阐述。

推荐序
前言
第1章边缘计算概述1
1.1边缘计算的概念1
1.2边缘计算的主要特点2
1.3边缘计算的架构3
1.4边缘计算的核心技术8
1.5边缘计算的历史与现状13
1.6边缘计算的发展趋势17
1.7本章小结18
思考题19
参考文献19
第2章边缘计算架构原理21
2.1边缘计算架构概述21
2.2边缘计算架构要素24
2.3边缘计算总体架构27
2.4边缘计算软件架构35
2.5开源框架39
2.6本章小结43
思考题43
参考文献44
第3章边缘计算核心技术46
3.1异构计算技术46
3.2虚拟化技术49
3.3软件定义网络技术50
3.4无线传输技术52
3.5微服务架构技术63
3.6其他有关技术65
3.7本章小结66
思考题66
参考文献66
第4章主要研究方向与挑战68
4.1计算卸载69
4.2服务部署73
4.3边缘智能75
4.4面向边缘计算的视频分析81
4.5方法论和关键词85
4.6本章小结87
思考题89
参考文献90
第5章边缘计算与人工智能94
5.1智能边缘94
5.2边缘智能98
5.3面向边缘计算的机器学习框架104
5.4本章小结113
思考题113
参考文献113
第6章边缘计算中的安全与隐私保护116
6.1边缘计算安全117
6.2硬件安全技术122
6.3软件安全技术132
6.4本章小结138
思考题138
参考文献138
第7章边缘计算建模与仿真140
7.1面向边缘计算的仿真建模工具概述140
7.2CloudSim：一个面向云计算环境的建模与仿真工具包145
7.3iFogSim：一个面向边缘计算环境的建模与仿真工具包148
7.4iFogSim2：一个拓展的iFogSim模拟器156
7.5本章小结160
思考题160
参考文献161
第8章边缘计算卸载技术研究163
8.1计算任务卸载概述164
8.2任务卸载场景171
8.3应用案例分析176
8.4本章小结182
思考题182
参考文献182
第9章边缘服务部署技术研究186
9.1概述186
9.2基础架构模型187
9.3应用模型与部署模式188
9.4服务部署方案189
9.5优化策略191
9.6应用案例分析194
9.7本章小结199
思考题200
参考文献200
第10章面向视频分析的边缘资源分配技术研究203
10.1概述203
10.2视频分析应用204
10.3视频分析系统介绍及性能分析208
10.4应用案例分析216
10.5本章小结222
思考题223
参考文献223
第11章面向超分辨率的边缘调度技术研究227
11.1概述227
11.2超分辨率简介228
11.3已有超分辨率技术230
11.4边缘设备上的超分辨率应用239
11.5边缘服务器上的超分辨率应用243
11.6本章小结247
思考题247
参考文献248
第12章基于多边缘协同的卷积神经网络推断加速技术研究251
12.1卷积神经网络推断任务252
12.2基于模型切割的多边缘协同258
12.3基于数据切割的多边缘协同263
12.4基于混合切割的多边缘协同269
12.5其他推断加速方法274
12.6本章小结274
思考题275
参考文献275
第13章基于多臂赌博机的多边缘选择决策技术研究278
13.1概述278
13.2多臂赌博机279
13.3基于多臂赌博机的多边缘选择决策案例分析289
13.4本章小结298
思考题299
参考文献299
第14章面向联邦学习的边缘调度技术研究302
14.1概述302
14.2联邦学习303
14.3面向边缘的联邦学习框架分析310
14.4应用案例分析317
14.5本章小结321
思考题321
参考文献321
第15章边缘计算的应用模式324
15.1生命健康324
15.2交通运输328
15.3智慧电网332
15.4智慧城市334
15.5智能家居335
15.6工业生产337
15.7视频流应用340
15.8本章小结344
思考题345
参考文献345