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出版者:McGraw-Hill College

作者:Carr, Houston H./ Snyder, Charles A.

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:2006-5

价格:$ 194.08

装帧:HRD

isbn号码:9780072976045

丛书系列:

图书标签:

• 数据通信
• 网络安全
• 计算机网络
• 信息安全
• 密码学
• 网络协议
• 安全模型
• 威胁分析
• 网络防御
• 数据加密

《复杂系统动力学导论：从理论到应用》 本书聚焦于理解和分析复杂系统中涌现出的非线性、不可预测的行为模式。 第一章：复杂系统的基本概念与范式转换 本章旨在为读者建立一个清晰的、关于复杂系统的基础认知框架。我们将探讨传统还原论方法在面对高度耦合、自组织系统时的局限性，并引入涌现性、反馈回路、临界点、尺度无关性等核心概念。复杂的系统远非简单组件的线性叠加，其整体行为源于组件间的非线性相互作用。我们将追溯复杂性科学（Complexity Science）的发展历程，从经典耗散结构理论（Prigogine）到适应性复杂系统（CAS）的兴起，为后续的深入分析奠定理论基础。讨论的重点将放在如何从定性描述转向定量建模，以及不同学科（如物理学、生物学、社会学）中对“复杂性”的界定差异。 第二章：非线性动力学与混沌理论 本章深入探讨了复杂系统行为背后的数学基础——非线性动力学。我们将详细解析一阶和高阶非线性微分方程组，重点关注反馈机制如何导致系统偏离平衡态。混沌理论是理解复杂系统不可预测性的关键。本章将系统介绍洛伦兹吸引子、彭罗斯图等经典混沌系统的几何特性。读者将学习如何使用庞加莱截面来识别系统的周期性、准周期性或混沌状态。此外，本章会讲解敏感依赖性（蝴蝶效应）的数学表征，以及如何通过李雅普诺夫指数来量化系统的混沌程度。通过具体的案例分析，例如水轮机的振荡行为或种群模型的周期性爆发，展示这些理论在实际工程中的应用。 第三章：网络科学与拓扑结构分析 在现代复杂系统中，连接性（Connectivity）是决定系统功能和鲁棒性的核心要素。本章将全面介绍网络科学（Network Science）的分析工具。我们将从基础的图论出发，定义节点、边、路径等基本元素，然后过渡到更复杂的网络拓扑度量：中心性（度中心性、介数中心性、接近中心性）、聚类系数、特征路径长度。重点分析几种关键的网络模型：随机网络（Erdos-Renyi模型）、小世界网络（Watts-Strogatz模型）和无标度网络（Barabasi-Albert模型）。我们还将探讨网络故障传播的机制，如级联失效（Cascading Failures）在电网或金融网络中的扩散模式，以及如何通过结构干预来增强网络的韧性。 第四章：自组织临界性与幂律分布 自组织临界性（Self-Organized Criticality, SOC）理论解释了为什么许多耗散系统能够在没有外部调谐参数的情况下，自然地演化到临界状态，从而表现出全局性的、幂律分布的事件大小。本章将详细剖析沙堆模型（Sandpile Model）作为SOC现象的经典范例。我们将学习如何通过检验事件发生频率与事件规模的统计关系（即幂律分布：$P(x) sim x^{-alpha}$）来识别系统是否处于SOC状态。应用层面，本章将探讨地震学、森林火灾和磁性材料的退火过程中的SOC特征，并讨论其对风险评估和长期预测的启示。 第五章：适应性复杂系统（CAS）与主体模型 适应性复杂系统（CAS）强调系统组件（主体，Agent）具有学习、记忆和改变其行为的能力。本章将重点介绍基于主体的建模方法（Agent-Based Modeling, ABM）。我们将详细阐述ABM的构建流程：定义主体属性、行为规则、交互机制以及环境设置。不同于基于方程的宏观模型，ABM能够捕捉到微观交互如何导致宏观涌现现象。我们将通过几个标志性的CAS模型进行深入学习：Boids模型（群体行为）、Schelling的模型（空间隔离）和伊辛模型（磁化/社会舆论极化）。讨论的重点在于如何利用ABM进行“假设检验”，探索不同规则集下系统的演化路径。 第六章：时空模式的形成与演化 复杂系统不仅仅是空间结构上的组织，它们的时间演化也常常表现出非平稳的、空间相关的模式。本章聚焦于模式形成理论。我们将引入反应-扩散系统（Reaction-Diffusion Systems），特别是图灵机制（Turing Mechanisms），来解释生物形态发生（Morphogenesis）中斑点和条纹的产生。随后，我们将探讨同步现象（Synchronization），例如费南德斯（Kuramoto Model）在耦合振荡器网络中的自发同步。本章还将涉及相场（Phase Field）方法，用以描述系统在不同尺度上，从无序到有序转变时的动态界面演化过程。 第七章：信息论与复杂性度量 为了更精确地量化复杂系统的“复杂性”，本章引入了信息论的工具。我们将回顾香农熵（Shannon Entropy）作为系统不确定性的度量。在此基础上，我们将探讨更精细的度量方法，如有效复杂性（Effective Complexity）和统计力学中的自由能概念。重点讨论的工具是复杂性度量（Complexity Measures），例如费舍尔信息度量（Fisher Information Metric, FIM）以及非线性相互信息（Nonlinear Mutual Information），它们能揭示系统内部信息处理和存储的能力，区别于仅仅是随机或完全有序的系统。 第八章：计算方法与仿真技术 复杂系统分析往往需要强大的计算支持。本章介绍几种用于复杂系统研究的核心仿真技术。首先是蒙特卡洛方法（Monte Carlo Simulation），用于处理高维积分和随机过程的采样。其次是分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟，适用于研究材料和生物分子尺度的相互作用。最后，鉴于CAS模型越来越复杂，我们将讨论如何利用并行计算架构（如GPU加速）和高性能计算（HPC）平台来有效地运行大规模ABM和多尺度仿真，确保结果的统计可靠性。 总结：跨学科视野与未来挑战 本书的最后一部分将回顾前面所学的工具箱，强调复杂系统科学的跨学科本质。我们将讨论当前前沿研究方向，例如从数据中挖掘复杂性（如基于高维时间序列的嵌入维度分析），以及将复杂性理论应用于新兴领域，如气候建模、金融市场稳定性和社会计算。本书旨在培养读者将特定领域的现象抽象为通用的复杂系统模型的能力，并能利用非线性动力学、网络分析和计算模拟的综合工具来应对现实世界中真正的“复杂”挑战。

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这本书绝对是一次令人惊叹的学习之旅，我怀着满腔的热情踏入了这个数字通信和网络安全的世界，而《Data Communications and Network Security》更是为我打开了一扇通往未知领域的大门。在我翻开这本书的第一页时，我就被它宏大的叙事和严谨的结构所吸引。作者用一种非常生动且富有洞察力的方式，将原本可能枯燥的技术概念，描绘得如同波澜壮阔的史诗。我尤其喜欢它在开篇部分对数据通信基础原理的阐述，不仅仅是简单的技术堆叠，而是深入浅出地解释了信号的本质、传输介质的特性以及不同编码方式的优劣。例如，它对曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的讲解，不仅仅停留在公式层面，而是通过形象的比喻，让我这个非技术背景的读者也能瞬间领悟其中的精妙之处。而当涉及到网络拓扑结构时，它更是将星型、总线型、环型以及网状拓扑的优缺点，用现实生活中的例子来佐证，比如银行的ATM网络就采用了星型拓扑，而老式的以太网则多用总线型。这种循序渐进的教学方式，让我逐渐建立起坚实的理论基础，为后续更深入的网络安全内容打下了坚实的地基。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期，尤其是它在网络安全威胁的分析上，简直是面面俱到。《Data Communications and Network Security》在描述各种网络攻击时，就像是在展示一幅幅生动的“网络犯罪现场”。它详细分析了社会工程学攻击的心理学原理，黑客如何利用人性的弱点来获取信息，这让我对自身的网络行为有了更深刻的反思。它还深入探讨了各种恶意软件的家族，比如病毒、蠕虫、特洛伊木马和勒索软件，以及它们是如何感染系统、传播和造成破坏的。我尤其欣赏它对DDoS（分布式拒绝服务）攻击的剖析，它解释了攻击者如何利用海量的僵尸网络来瘫痪目标服务器，以及防御者又该如何进行流量清洗和攻击缓解。这种对攻击方式的详尽披露，让我得以站在攻击者的角度去思考，从而更好地理解防御策略的必要性和有效性。

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我必须说，《Data Communications and Network Security》这本书为我打开了一扇通往网络世界深处的大门，让我得以窥见那些幕后运作的精密机制。在数据通信方面，它并非止步于简单的概念介绍，而是深入挖掘了不同传输介质的物理特性，例如铜线、光纤和无线电波，以及它们各自的优势和局限性。我特别喜欢它对调制解调器（Modem）工作原理的细致分析，它如何将数字信号转换成模拟信号，又如何反向转换，这就像是数字世界和模拟世界之间的“翻译官”。在网络安全方面，这本书更是给了我极大的启发。它不仅仅罗列了各种加密算法，而是深入探讨了密码学的历史演变，以及不同加密体系的哲学思考。我被书中对公钥基础设施（PKI）的讲解深深吸引，它如何构建一个可信的数字身份体系，并通过证书来实现身份的验证和信任的传递。这种宏观的视角，让我对整个网络安全生态系统有了更清晰的认识。

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这本书在网络安全部分简直是为我量身定制的！我一直对如何保护信息在网络中安全传输感到好奇，而《Data Communications and Network Security》恰恰满足了我的求知欲。它对加密技术的讲解，不是那种生硬的算法罗列，而是详细地解释了对称加密和非对称加密的原理、应用场景以及它们之间的相互配合。我特别喜欢它对RSA算法的剖析，通过图示和详尽的步骤，让我这个对数学不太敏感的人也理解了公钥和私钥是如何协同工作的，以及为什么它能够实现安全通信。更让我印象深刻的是，书中不仅探讨了加密技术，还花了大量篇幅讲述了身份认证和访问控制的机制。从简单的密码验证，到复杂的数字证书和多因素认证，这本书为我描绘了一幅完整的安全屏障图。它解释了为什么我们需要Kerberos协议来解决分布式系统中的身份验证问题，以及各种防火墙是如何工作的，它们在网络安全防护体系中扮演着怎样的角色。我感觉自己仿佛拥有了一本网络安全的“武功秘籍”，能够应对各种潜在的网络威胁。

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这本书不仅仅是一本技术读物，更是一次思想的洗礼。《Data Communications and Network Security》在探讨网络安全时，不仅仅停留在技术层面，而是深入分析了安全策略的制定和管理的重要性。它阐述了为什么需要制定清晰的安全政策，以及如何进行风险评估和漏洞管理。我尤其喜欢它对安全审计的讲解，它如何通过日志分析和系统检查来评估安全状况，并发现潜在的风险点。书中还探讨了网络安全在法律法规层面的考量，例如数据隐私保护法案的意义，以及在网络安全事件发生后，如何进行响应和恢复。这种将技术、管理和法律相结合的视角，让我对网络安全有了更全面的理解，也让我认识到，建立一个安全的网络环境，需要多方面的努力和协作。

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对于我这种对网络通信和安全充满好奇但又不太懂技术的人来说，这本书简直就是一位循循善诱的良师益友。《Data Communications and Network Security》在讲解复杂概念时，总能找到最恰当的比喻和最直观的图解，让我这个“小白”也能轻松理解。比如，在解释TCP/IP协议栈时，它用“层层递进”的方式，把应用层、传输层、网络层和数据链路层比作日常生活中的通信流程，从发送邮件到物理线路的传递，每一步都清晰可见，让人豁然开朗。我特别欣赏它对数据包如何在网络中“旅行”的描绘，从源头到目的地，经过多少路由器，经历了怎样的封装和解封装过程，仿佛我亲眼目睹了数据的每一次跳跃。而当涉及到网络安全时，它并没有回避那些听起来令人望而生畏的攻击手段，而是以一种“知己知彼，百战不殆”的姿态，详细介绍了各种网络攻击的原理，比如SQL注入、XSS攻击以及DDoS攻击等等。它解释了攻击者是如何利用系统的漏洞来达到目的，以及防御者又该如何筑牢防线。这种深入浅出的讲解，让我对网络安全有了更深刻的认识，也让我更加警惕。

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这本书不仅仅是技术手册，更像是一本引人入胜的侦探小说，讲述着数据在网络世界中的“谍战”。《Data Communications and Network Security》在描述数据在网络中传输的安全性时，简直是把我带入了一个充满未知与挑战的世界。它详细阐述了各种安全协议，从TLS/SSL的握手过程，到IPsec的隧道模式，让我对如何保护数据在传输过程中的机密性、完整性和可用性有了全新的认识。我尤其喜欢它对数字签名和哈希函数的讲解，它们是如何用来验证数据的来源和确保数据没有被篡改的，这就像是给每一份数据都加上了一个独一无二的“指纹”。书中还探讨了网络攻击的方方面面，从黑客的惯用伎俩到各种恶意软件的传播方式，都描绘得绘声绘色。它解释了为什么防火墙是网络的第一道防线，以及入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）是如何协同工作的。这种深入的讲解，让我开始意识到，网络安全并非遥不可及，而是渗透在我们数字生活的方方面面。

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这本书给我带来的不仅仅是知识，更是对未来数字世界的深刻洞察。《Data Communications and Network Security》在展望网络安全发展的趋势时，充满了前瞻性。它讨论了物联网（IoT）安全面临的挑战，以及如何确保海量联网设备的安全。它还探讨了人工智能（AI）在网络安全领域的应用，例如如何利用AI来检测异常行为和预测潜在威胁。我尤其对书中对区块链技术在网络安全中的应用前景的分析印象深刻，它如何利用分布式账本的特性来提高数据的安全性和可信度。这本书让我意识到，网络安全是一个不断演进的领域，我们需要时刻保持警惕，并不断学习新的技术和方法来应对未来的挑战。它让我对未来的数字生活充满了信心，但也更加坚定了做好网络安全防护的决心。

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在我看来，《Data Communications and Network Security》这本书就像是一位博学的向导，带领我穿越错综复杂的网络世界，并教会我如何在这个世界中保护自己。《Data Communications and Network Security》在描述各种网络协议时，并不是生硬地罗列RFC文档，而是通过生动的比喻和贴切的例子，将这些抽象的概念变得触手可及。例如，在讲解HTTP协议时，它将客户端和服务器之间的交互比作一次“请求-响应”的游戏，详细解释了GET、POST等方法的使用场景，以及Cookie在维持会话中的作用。而当涉及到网络安全时，这本书更是让我大开眼界。它深入探讨了各种身份验证机制，从传统的密码验证到更复杂的生物特征识别，以及它们在不同应用场景下的优劣势。我尤其对书中对入侵检测系统的讲解印象深刻，它如何通过分析网络流量来识别潜在的威胁，并及时发出警报，这就像是在网络中设置了一个“雷达”。

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《Data Communications and Network Security》这本书的魅力在于，它能够将看似枯燥的技术知识，转化成引人入胜的故事。《Data Communications and Network Security》在描述数据如何在网络中传递时，就像是在描绘一幅幅生动的网络“迁徙图”。它详细解释了交换机和路由器在网络中的作用，它们如何根据MAC地址和IP地址来转发数据包，以及各种路由协议（如RIP和OSPF）是如何工作的。我特别喜欢它对网络分段和子网划分的讲解，它如何将一个大型网络分割成更小的、易于管理的单元，从而提高效率和安全性。而在网络安全方面，这本书更是让我大开眼界。它深入探讨了各种网络攻击的原理，比如SQL注入攻击，它如何利用数据库的漏洞来获取敏感信息，以及防御者又该如何通过参数化查询等方式来防范。这种对攻击者和防御者策略的深入剖析，让我对网络攻防的博弈有了更深刻的理解。

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