第13章 分布式计算

覆盖分布式/并行计算、硬件、软件及机器学习/深度学习平台；用知识状态、单故障轨迹和系统发布门完成独立复核。

学习目标

  • 能说明“第13章 分布式计算”如何覆盖分布式/并行计算、硬件、软件及机器学习/深度学习平台，并把2016原版范围与当前核验分层
  • 能先预测“怎样把工作划分、通信、同步、容错与数值一致性连接到平台选择？”的知识/状态路径，再用观测、变换、动作和反例逐节点复核
  • 能注入“工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功”，用“任务图、数据分片、设备、软件版本、通信顺序、随机性和恢复点固定”决定接受、降级或拒绝系统结论

为什么从这个智能系统任务开始

分布式计算页把“多机更快”拆成工作、通信和恢复合同。 “第13章 分布式计算”的贯穿任务是：把一次模型训练拆到多设备，记录数据并行、聚合、检查点和节点恢复。 操作前必须写下哪个状态或信任节点会先变化，运行后再补理由不算预测。

本页围绕“怎样把工作划分、通信、同步、容错与数值一致性连接到平台选择？”建立正常、故障与恢复路径。只有“第13章 分布式计算”守住“任务图、数据分片、设备、软件版本、通信顺序、随机性和恢复点固定”并交付任务图、分片哈希、设备拓扑、软件/驱动、通信顺序、聚合、种子、检查点、故障注入和恢复对照。，最终输出才构成智能系统证据。

书目、67个原版层级与时间边界

翔泳社官方书页确认多田智史著、石井一夫监修《あたらしい人工知能の教科書》于2016年出版、A5 352页、ISBN 9784798145600，并公开14章结构；中文版目录与书目用于交叉核对张弥译、人民邮电出版社2021年版及53个编号主题。覆盖分母为14章与53个编号主题，共67个原版目录层级。

“第13章 分布式计算”未取得原书完整正文，只以权威目录限定范围；中文解释、交互、实验、练习与答案均为独立教学重写。2016平台生态保留历史标签；当前云与加速器只作迁移，不替代原版13章。

本页另以技术核对 1、技术核对 2核对机制或标准。技术资料能验证定义、协议或历史事实，不能反向证明原书正文采用了本站表述。

原版目录层级与系统机制

第13章 分布式计算

原版坐标 1/5。 在“第13章 分布式计算”的坐标1中，目录项「第13章 分布式计算」用于以分片、通信、同步和恢复执行计算；先冻结输入与初态，再以任务图、设备、版本、消息顺序、聚合、检查点和恢复复核，出现重复更新仍标成功时撤回结论。

01 分布式计算和并行计算

原版坐标 2/5。 目录项「01 分布式计算和并行计算」进入“第13章 分布式计算”后要回答第2个系统问题：它怎样以分片、通信、同步和恢复执行计算、改变什么状态、由哪些任务图、设备、版本、消息顺序、聚合、检查点和恢复证明，并如何排除重复更新仍标成功。

02 硬件配置

原版坐标 3/5。 围绕“怎样把工作划分、通信、同步、容错与数值一致性连接到平台选择？”，原版层级3把「02 硬件配置」解释为以分片、通信、同步和恢复执行计算；复核者先读取任务图、设备、版本、消息顺序、聚合、检查点和恢复，不能接受重复更新仍标成功。

03 软件配置

原版坐标 4/5。 对“第13章 分布式计算”而言，目录项「03 软件配置」的最小合同是以分片、通信、同步和恢复执行计算，第4次检查保存任务图、设备、版本、消息顺序、聚合、检查点和恢复；若产生重复更新仍标成功，就返回上游。

04 机器学习平台和深度学习平台

原版坐标 5/5。 第5个正式坐标「04 机器学习平台和深度学习平台」服务于覆盖分布式/并行计算、硬件、软件及机器学习/深度学习平台，需要以拓扑、形状、能量/损失、时间状态、梯度/采样和验证呈现以层级表示、梯度或采样学习模型；抹平模型的状态差异会破坏“任务图、数据分片、设备、软件版本、通信顺序、随机性和恢复点固定”。

先预测，再操作三个章专属实验

分步1 / 3

1. 知识与状态路径

固定“把一次模型训练拆到多设备，记录数据并行、聚合、检查点和节点恢复。”，在正常和边界案例间切换，逐节点查看“任务与数据分片、硬件设备、通信/同步、平台运行、检查点与恢复”的状态、规则、转移与证据。

知识与状态

选择案例，逐节点检查推理状态

怎样把工作划分、通信、同步、容错与数值一致性连接到平台选择？

观测

把一次模型训练拆到多设备，记录数据并行、聚合、检查点和节点恢复。 使用冻结版本、输入、初态和种子。

预期动作

沿“任务与数据分片 → 硬件设备 → 通信/同步 → 平台运行 → 检查点与恢复”完成可解释动作。

适用边界

必须满足“任务图、数据分片、设备、软件版本、通信顺序、随机性和恢复点固定”。

当前状态

第13章 分布式计算：版本化观测或输入

规则或变换

验证来源、身份和边界，并保持“任务图、数据分片、设备、软件版本、通信顺序、随机性和恢复点固定”

状态转移

可信输入状态

复核证据

数据卡、身份与时间；出现“工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功”时暂停

原版坐标：第13章 分布式计算、01 分布式计算和并行计算、02 硬件配置、03 软件配置、04 机器学习平台和深度学习平台

第13章 分布式计算的可重放系统协议

节点系统动作必留证据拒绝条件
任务与数据分片在“第13章 分布式计算”执行任务与数据分片，只允许声明主体改变状态版本、输入、身份、单位与初态输入或身份不可追溯
硬件设备在“第13章 分布式计算”执行硬件设备，只允许声明主体改变状态知识/模型状态、轨迹、消息、权限与动作工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功
通信/同步在“第13章 分布式计算”执行通信/同步，只允许声明主体改变状态知识/模型状态、轨迹、消息、权限与动作工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功
平台运行在“第13章 分布式计算”执行平台运行，只允许声明主体改变状态知识/模型状态、轨迹、消息、权限与动作工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功
检查点与恢复在“第13章 分布式计算”执行检查点与恢复，只允许声明主体改变状态指标、反例、检查点、恢复与时间标签无法重放或回滚
unit: "iai-13"
question: "怎样把工作划分、通信、同步、容错与数值一致性连接到平台选择？"
scenario: "把一次模型训练拆到多设备，记录数据并行、聚合、检查点和节点恢复。"
nodes: ["任务与数据分片", "硬件设备", "通信/同步", "平台运行", "检查点与恢复"]
invariant: "任务图、数据分片、设备、软件版本、通信顺序、随机性和恢复点固定"
fault: "工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功"
evidence: "任务图、分片哈希、设备拓扑、软件/驱动、通信顺序、聚合、种子、检查点、故障注入和恢复对照。"
reset: restore_case_node_trace_mode_step_gates_and_artifact

该协议要求“第13章 分布式计算”在相同系统、输入、身份、初态、权限、容量和种子下重放。重置后若案例、节点、轨迹模式、步骤、发布门或证据包没有回到基线，交互状态已经污染比较。

本页回顾

掌握“第13章 分布式计算”不是记住AI名词，而是能围绕“怎样把工作划分、通信、同步、容错与数值一致性连接到平台选择？”重建状态与执行证据，并用“任务图、数据分片、设备、软件版本、通信顺序、随机性和恢复点固定”拒绝“工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功”。最终交付为任务图、分片哈希、设备拓扑、软件/驱动、通信顺序、聚合、种子、检查点、故障注入和恢复对照。

练习与答案

练习

  1. 问题 1：系统合同。 “第13章 分布式计算”为什么必须先冻结版本、输入、身份、初态、权限、容量和种子？
  1. 问题 2：目录逐项覆盖。 怎样证明原版目录坐标已经进入机制、交互和练习？
  1. 问题 3：故障恢复。 怎样证明“工作节点失败后重复提交更新，参数被计算两次且检查点仍标记成功”已经被修正？

名词解释

名词解释

本章出现的专业名词，用大白话再讲一遍。

分布式计算

对应“第13章 分布式计算”；在“第13章 分布式计算”中用于以分片、通信、同步和恢复执行计算，需要连接原版范围、系统状态与证据。

分布式计算和并行计算

对应“01 分布式计算和并行计算”；在“第13章 分布式计算”中用于以分片、通信、同步和恢复执行计算，需要连接原版范围、系统状态与证据。

硬件配置

对应“02 硬件配置”；在“第13章 分布式计算”中用于以分片、通信、同步和恢复执行计算，需要连接原版范围、系统状态与证据。

软件配置

对应“03 软件配置”；在“第13章 分布式计算”中用于以分片、通信、同步和恢复执行计算，需要连接原版范围、系统状态与证据。

机器学习平台和深度学习平台

对应“04 机器学习平台和深度学习平台”；在“第13章 分布式计算”中用于以层级表示、梯度或采样学习模型，需要连接原版范围、系统状态与证据。

复习本章（6 题）

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