计算机网络原理与实践

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出版者:电子工业
作者:杨英鹏
出品人:
页数:257
译者:
出版时间:2007-9
价格:23.50元
装帧:
isbn号码:9787121048821
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
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具体描述

本书系统地讲解了计算机网络的基本理论,全书共分8章,依次为绪论、计算机网络体系结构、应用层、运输层、网络层、数据链路层、局域网和物理层。本书采用自项向下的讲述方式,按照人们的认知规律,从最熟悉的应用层开始,层层向下剖析网络体系结构。内容以TCP/IP协议体系为重点,强调理论与实践相结合,在讲解原理的同时,使用网络数据包分析软件——Ethereal分析网络中数据包的内容,加深对网络基本原理的理解。

书中每章后面配有习题,并在多数章节后安排了课后实践的内容。为方便读者使用和教学,在附录中介绍了Ethereal软件的使用方法,提供了相关索引,并配有电子课件。

本书可作为高等院校计算机及相关专业计算机网络课程的教材,也可供计算机网络爱好者学习和参考。

数字文明的基石:信息论、编码与现代通信系统设计 本书导言: 在信息爆炸的时代,我们对信息传输的效率、可靠性和安全性提出了前所未有的高要求。本书并非聚焦于网络协议栈的细节或具体硬件的实现,而是深入探讨支撑所有现代通信系统的最基本、最核心的数学与工程原理——信息论、高效编码技术以及面向复杂环境的系统设计哲学。本书旨在为读者构建一个坚实的基础,理解数据如何在物理世界中被精确、高效地捕获、压缩、传输和恢复,是所有致力于通信工程、信号处理、数据科学及信息安全领域专业人士的必备参考。 第一部分:信息论的数学基石 本部分从信息测量的本质出发,揭示信息与不确定性之间的深刻联系。我们将彻底剖析香农(Shannon)的信息论框架,这是理解信息容量的理论极限的唯一途径。 第一章:信息的度量与熵 本章首先界定了“信息”在数学上的精确含义。我们将探讨自信息(Self-Information)的概念,以及如何通过概率分布来量化信息的多少。核心内容围绕香农熵(Shannon Entropy)展开,将其定义为随机变量的不确定性的期望值,并证明其作为信息测量的唯一合理选择的特性。读者将学习到联合熵、条件熵以及互信息(Mutual Information)的计算方法,理解互信息如何量化两个随机变量之间的依赖程度。我们将通过实际案例,如文本数据的压缩潜力分析,来体会熵在信息源建模中的实际意义。 第二章:信源编码定理与无损压缩 基于熵的理论极限,本章深入研究如何实现信息的无损压缩。我们详细阐述信源编码定理(Source Coding Theorem),即任何无损编码方案的平均码长不可能低于信源的熵。重点分析和比较了几种重要的无损编码技术: 1. 霍夫曼编码(Huffman Coding):学习如何基于符号的概率分布构建最优的前缀码,理解其贪婪算法的精确构建过程及其在实际应用(如GIF文件格式)中的地位。 2. 算术编码(Arithmetic Coding):相比于霍夫曼编码,算术编码能更接近熵的理论极限,本章将详细解释其通过区间划分实现高效率编码的数学原理。 3. Lempel-Ziv(LZ)族算法:着重分析LZ77和LZ78算法(如LZW),它们通过字典或滑动窗口机制实现对数据中重复模式的识别和编码,是ZIP、PNG等现代文件格式的核心技术。 第二部分:面向噪声的信道编码理论 信息在现实世界中传输时必然受到噪声和干扰的影响。本部分的核心任务是构建能够抵御这些干扰的鲁棒性传输系统。 第三章:信道容量与香农-哈特利定理 本章将信道模型化,引入了最基本的信道类型,如二元对称信道(BSC)和高斯加性白噪声信道(AWGN)。关键在于推导并深入理解香农-哈特利定理(Shannon-Hartley Theorem),该定理精确地给出了在特定带宽和信噪比(SNR)下,信道的最大可靠传输速率(即信道容量 $C$)。我们将探讨带宽、功率和噪声三者之间的权衡关系,认识到提高传输速率的物理限制在哪里。 第四章:线性分组码与代数基础 信道编码通过引入冗余信息来检测和纠正传输错误。本章从代数结构入手,构建可靠的编码系统: 1. 有限域(Galois Fields):回顾必要的伽罗瓦域 $GF(2)$ 上的代数运算,这是所有数字编码的数学基础。 2. 线性分组码:详细介绍生成矩阵 $G$ 和校验矩阵 $H$ 的构造及其作用。我们将学习如何使用伴随式(Syndrome)快速定位错误。 3. 标准码型:重点分析汉明码(Hamming Codes),作为最小冗余度下具有完美纠错能力的线性码的典范,并探讨其构造原理。 第五章:循环码与卷积码 为了实现更高效的编码与解码,本章引入了具有特定代数结构的编码方案: 1. 循环码(Cyclic Codes):利用多项式表示法,讲解循环码的生成多项式和校验多项式,特别是BCH码(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes)及其在CD、DVD等存储系统中的应用。 2. 卷积码(Convolutional Codes):与分组码不同,卷积码的编码是时间连续的,其输出不仅取决于当前输入,还取决于过去的输入。我们将使用树状图(Trellis Diagram)来描述其编码过程,并详细介绍实现高效解码的维特比算法(Viterbi Algorithm)。 第六章:现代高频谱效率编码技术 本部分聚焦于突破香农极限附近的性能极限,实现接近理论容量的系统。 1. 交织技术(Interleaving):解释如何通过打乱比特的顺序来对抗突发性错误,使卷积码等能有效应对信道带来的错误模式。 2. Turbo码:深入剖析20世纪90年代革命性的Turbo码的结构——两个并行的卷积编码器通过迭代解码(Iterative Decoding)实现惊人的性能提升,其原理是软判决与最大后验概率(MAP)估计的结合。 3. 低密度奇偶校验码(LDPC Codes):作为现代高速通信(如5G、Wi-Fi 6)的首选编码,本章将讲解LDPC码的稀疏校验矩阵结构,以及如何通过信念传播(Belief Propagation)算法进行高效的迭代解码。 第三部分:数据传输系统的工程实现与性能分析 本部分将理论与实际工程相结合,关注系统层面的设计选择和性能评估。 第七章:数字调制与脉冲整形 信息必须加载到模拟载波上才能进行物理传输。本章探讨如何高效地将离散比特映射到连续的信号波形上: 1. 基本调制方案:全面分析振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK),重点研究正交幅度调制(QAM)及其在信噪比和频谱效率上的优化。 2. 匹配滤波与最佳接收:在噪声环境中,如何设计最佳的接收滤波器以最大化信噪比,详细介绍奈奎斯特准则(Nyquist Criterion)对带限传输和码间串扰(ISI)的限制。 3. 多载波技术:OFDM基础:初步介绍正交频分复用(OFDM)的基本思想,即通过将高速数据流分解到大量低速子载波上,有效对抗多径信道引起的ISI。 第八章:系统性能评估与仿真方法 理论性能必须通过实际测量或仿真来验证。本章教授如何建立和分析通信系统的性能指标: 1. 误码率(BER)分析:推导不同调制方案(如BPSK、QPSK)在AWGN信道下的理论误码率公式,并讲解香农下限对系统设计目标的指导意义。 2. 系统级仿真:指导读者如何利用专业的数学软件平台(如MATLAB或Python的科学计算库)来搭建端到端的通信链路仿真模型,从信息源到最终的接收端。 3. 误码率蒙特卡洛仿真:详细讲解如何设计有效的蒙特卡洛仿真实验来验证编码增益、调制效率以及系统对信道衰落的鲁棒性。 结语: 本书构建的知识体系,是理解从数据压缩、安全存储到高速无线通信等一切数字信息处理技术背后的核心驱动力。掌握这些原理,才能真正洞察未来信息技术的演进方向。

作者简介

目录信息

第1章 绪论第2章 计算机网络体系结构第3章 应用层第4章 运输层第5章 网络层第6章 数据链路层第7章 局域网第8章 物理层附录A Ethereal的安装和使用附录B RFC文档列表参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我对《数据库系统概念与设计》这本书的印象,主要集中在它那种近乎严谨的学术态度和对理论体系的完整构建上。这本书的覆盖面非常广,从关系代数、范式理论这些基础中的基础,一直延伸到事务处理的隔离级别、分布式数据库的复杂挑战,几乎涵盖了一个专业数据库工程师所需掌握的所有核心知识体系。阅读过程中,我深刻体会到作者在组织内容上的匠心独白。他不会急于抛出最新的技术名词,而是用一种近乎历史性的叙述方式,循序渐进地建立起读者对数据持久性、一致性的深刻认识。特别是关于查询优化器部分,那简直是一门艺术,书中对成本模型的分析和启发式规则的介绍,让我明白了为什么某些SQL语句的执行效率会天差地别。当然,这本书的深度是毋庸置疑的,它要求读者具备一定的数学和逻辑思维能力,初学者可能会觉得略有吃力,但这正是它价值所在——它筛选并沉淀了最核心、最经久不衰的数据库原理,而不是仅仅追逐一时的热门框架。读完后,我感觉自己对“数据”这个概念有了全新的、更深刻的敬畏之心。

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我最近在钻研《嵌入式系统设计与实践》,这本书的风格与我以往接触的偏理论的书籍截然不同,它充满了“动手”的冲动。作者似乎深谙嵌入式开发中“纸上谈兵”的弊端,从第一章开始,就直接将我们拉到了硬件的真实世界。书中使用的案例都非常贴近实际的工业场景,比如传感器数据采集、实时任务调度以及低功耗模式的实现。它并没有回避微控制器(MCU)的底层细节,而是详尽地介绍了寄存器操作、中断服务程序的编写,甚至是对时钟树和电源管理的细致讲解。我尤其欣赏其中关于实时操作系统(RTOS)选型和裁剪的部分,它教会了我如何在资源极其有限的环境下,做出性能和功耗之间的最佳平衡。这本书不是那种只关注抽象软件模型的书,它要求你时刻关注内存对齐、缓存一致性以及I/O延迟这些“脏活累活”。读完这本书,我感觉自己不再是一个只会调用库函数的“代码搬运工”,而是真正掌握了与硬件对话的技巧,真正理解了“系统”这个词在嵌入式语境下的重量。

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这本《操作系统设计与实现》简直是我的救星!我之前在学习操作系统课程时,书上的理论知识总是感觉抽象得厉害,各种概念堆砌在一起,让人摸不着头脑。直到我翻开这本书,才发现原来那些复杂的进程调度、内存管理和文件系统,可以被如此清晰、有条理地剖析开来。作者的讲解风格非常贴近实践,他没有仅仅停留在理论的层面,而是深入到操作系统的核心代码结构中去,通过大量的实例和清晰的流程图,手把手地带着读者去理解一个操作系统是如何“呼吸”和“思考”的。比如,书中关于虚拟内存分页机制的描述,真是让我茅塞顿开,以前总觉得那是一个黑箱操作,现在我能大致描绘出页表是如何查找、缺页中断如何处理的全过程了。尤其值得称赞的是,书中对多核环境下的并发控制和同步机制的阐述,考虑到了现代处理器的特性,这在很多老旧教材中是看不到的。对于希望从“会用”操作系统迈向“理解”和“设计”操作系统的读者来说,这本书绝对是构建坚实基础的必备良品,它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,在你学习的每一个难点处停下来,为你点亮前方的迷雾。

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《编译原理:龙书》这本书,说实话,我刚开始接触时是带着一种朝圣的心情,毕竟它的名气太大。拿到书后,发现它的排版和语言风格确实充满了一种老派的学术魅力,简洁、精确,几乎没有一句废话。这本书的精髓在于它将一个极其复杂的工程——将人类可读的高级语言转化为机器可执行的指令——拆解成了若干个逻辑清晰的阶段:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成,再到最后的优化和目标代码生成。我最喜欢书中对LL(1)和LR(1)等分析器的讲解,作者用数学的严谨性定义了这些解析表的构造过程,让人不得不佩服早期计算机科学家们的智慧。尽管某些章节的数学推导略显繁复,需要反复揣摩,但一旦跨过这个门槛,你就会发现整个编程语言的“黑箱”在你面前被打开了,你不再仅仅是“使用”编译器,而是开始理解编译器“如何工作”。这本书更像是一部“武功秘籍”,需要时间去磨砺和领悟,但一旦练成,你的内力(对编程的理解深度)将得到质的飞跃,它教会你的不仅仅是技术,更是一种将复杂问题系统化、模块化解决的思维方式。

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《人工智能:一种现代方法》(AIMA)这本书,简直是一部百科全书式的巨著,它的广度和深度令人叹服。这本书的厉害之处在于,它没有将人工智能局限于某一个热门分支(比如现在的深度学习),而是以一种宏大且全面的视角,梳理了整个AI领域的历史脉络和核心思想。从早期的符号主义到现在的连接主义,AIMA都给予了公平而深入的介绍。我特别喜欢它对搜索算法(如A*、博弈论中的Minimax)的系统化论述,那些经典算法的优雅设计,即使在今天看来依然闪耀着智慧的光芒。此外,书中对知识表示、推理机制以及不确定性知识处理(如贝叶斯网络)的讲解,构建了一个非常扎实的逻辑基础。这本书的阅读体验是循序渐进的“拓宽视野”,每一章都像打开了一扇通往AI不同子领域的大门。虽然由于其包罗万象的特性,某些深入的技术细节可能需要辅以其他专业书籍来补充,但作为一本奠定全局观和理论框架的著作,它无疑是无与伦比的,它让我清晰地看到了人工智能这个宏大领域的全貌和内在逻辑联系。

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