自序

物联网自诞生以来，已经晃晃悠悠地走过了20个年头，时至今日，物联网的发展似乎总不那么令人满意——物联网到底在哪里呢？什么时候我的茶壶能够自己协调好开水、茶叶、茶具，像一位贴心的管家一样帮我泡好茶呢？

可见，物联网虽然叫“网”，但却远远不只是一个“网”，它的实现涉及对物理世界的全方位改造：除了给万物增加“感知”（传感）和“交流”（通信组网）能力之外，还要增加“思考”（复杂运算）的能力。只有具备了这三方面的能力，上面关于茶壶的畅想才能成为现实。考虑到集成电路的发展历史，如果能够一直沿着摩尔定律的轨迹将芯片体积持续缩小，那么总有一天，我们能够实现“体积无限小、能力无限大”的嵌入式芯片，从而让各类微小的物联网设备具备复杂运算的能力。然而，现实却事与愿违，摩尔定律已经失效，各类计算需求的复杂度却仍在高速增加。

为解决这个问题，另一个思路则是为物联网设备提供无处不在的额外计算资源，让物联网设备在自身能力受限的情况下，可以将复杂的计算任务交给这些额外资源来完成，这就是边缘计算。可以说，边缘计算是让世间万物具备“思考”能力的关键手段。试想，当边缘算力与网络相生相伴时，我们相当于随时随地具有一台高性能计算机可供使用。只要有边缘网络，各类微小的物联网设备就能够应对复杂的计算和逻辑推理，我们就可以在手机上玩“3A”游戏大作，小小茶壶也可以识别复杂环境，查找并协调泡茶必备的各个材料。随时随地处理计算需求，是边缘计算的重要使命。

当前边缘计算正处于思想碰撞、快速演进的重要时期，不同机构从不同角度对其进行了定义和产业化的探索。例如，电信运营商关注的重点是算力的铺设，软件厂商关注的重点是服务的管理，硬件厂商关注的重点是专用的边缘设备，科研界关注的重点是新型架构及优化算法等。正因如此，对于一般读者而言，边缘计算的概念似乎无处不在，云计算、人工智能、物联网等领域似乎都多出了一个边缘计算的课题，但这些领域的课题却又无法充分刻画边缘计算的全貌。

本书以用户的视角，从前端设备向边缘计算设备发起请求开始，通过一次完整的边缘计算过程来介绍各项关键技术的原理和方法，最后针对两类典型的边缘计算场景，探讨如何实现一个初步的边缘计算原型系统，帮助读者快速体会边缘计算方法的系统实现。本书配备全套的教学讲义、系统源码和习题答案，可供读者使用。

在决定撰写此书后，我与闵革勇教授怀着激动的心情与团队的师生探讨，大家都表现出了很高的热情，投入了大量的精力。舒畅、刘长胜、高伟峰、丛荣、毛文量、莫继为、胡诗琦、冯思林、张健飞等在各自擅长的领域纷纷贡献了他们对边缘计算技术的见解和思路，这对本书的顺利成文具有十分重要的参考和支撑作用。此外，李经纬对书中的插图进行了美化和统一，胡诗琦规范了书中的诸多格式问题，使本书阅读起来更加流畅。

同时，要特别感谢机械工业出版社李永泉编辑，正是他的热情邀请才促使我们下定决心完成本书。不仅如此，在出版过程中李编辑还不断地与我讨论诸多细节和琐碎的问题，为本书的顺利出版和质量保障起到了至关重要的作用。

边缘计算仍处在快速发展的过程中，知识更新速度很快，本书难免存在纰漏，恳请读者批评指正。

赵志为
2021年7月于清水河畔