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页数:179

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出版时间:2008-4

价格:19.00元

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isbn号码:9787113086022

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• 数字电路
• 电路基础
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• 计算机组成原理
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• 电子工程
• 高等教育

深入探索：计算机网络架构与协议详解 本书导读 在信息技术飞速发展的今天，计算机网络已成为支撑现代社会运行的基石。从我们日常的互联网浏览、移动通信，到复杂的企业级数据中心和云计算服务，其背后都依赖于一套精妙、高效的网络架构和严格定义的通信协议。本书《计算机网络架构与协议详解》旨在为读者提供一个全面、深入且系统化的网络技术知识体系，帮助工程技术人员、网络架构师以及相关专业的学生，彻底掌握现代网络的核心原理与实践应用。 本书的编写遵循“理论与实践相结合”的原则，内容覆盖了从物理层到应用层的每一个关键环节，并着重探讨了当前网络领域的热点与前沿技术。我们力求以清晰、严谨的逻辑，解构复杂的网络概念，使读者不仅知其然，更能知其所以然。 --- 第一部分：网络基础与物理层（奠定坚实的地基） 本部分聚焦于网络通信的物理基础和最底层的实现机制。 第一章：网络概述与拓扑结构 本章首先界定了“计算机网络”的定义、分类（如局域网LAN、城域网MAN、广域网WAN）及其发展历程。重点分析了不同网络拓扑结构——星型、环型、总线型、树型和网状型——的优缺点及其在实际部署中的适用场景。我们将深入探讨网络性能指标，如延迟（Latency）、带宽（Throughput）、抖动（Jitter）和丢包率，为后续的性能优化打下理论基础。 第二章：物理层技术与传输介质 物理层是实现比特流传输的基石。本章详尽介绍了各种传输介质，包括双绞线（UTP/STP）、光纤（单模/多模）的传输特性、衰减与色散问题。同时，我们剖析了数字信号的调制技术（如ASK, FSK, PSK, QAM），以及高速率传输所需的编码规则（如曼彻斯特编码）。无线通信方面，本章将介绍电磁波频谱基础、ISM频段，并简要预示了更高层级中802.11标准的物理层实现。 --- 第二部分：数据链路层与局域网（帧的诞生与局域控制） 数据链路层负责在相邻节点间可靠地传输数据帧，并解决介质访问控制问题。 第三章：数据链路层的基本功能与差错控制 本章阐述了链路层如何提供可靠传输服务，包括数据帧的封装与解封装。我们将详细讲解差错检测机制，如奇偶校验、循环冗余校验（CRC），并对比检错和纠错码的区别。 第四章：介质访问控制（MAC）协议 这是局域网性能的关键。本章系统梳理了多种MAC协议： 多路访问协议： 随机访问（ALOHA、CSMA/CD、CSMA/CA）的原理、竞争窗口的计算与性能分析。特别对以太网中的CSMA/CD进行了深入剖析。 轮询访问与信道划分： 介绍TDMA、FDMA、CDMA在数据链路层和物理层交界处的应用。 以太网标准与帧结构： 深入分析IEEE 802.3标准，详细解读经典以太网帧和VLAN标记帧（802.1Q）的格式及其字段含义。 第五章：局域网交换技术 本章聚焦于二层交换机的工作原理。讲解了基于MAC地址表的自学习机制、转发、过滤与泛洪过程。深入讨论了生成树协议（STP/RSTP/MSTP）的必要性、工作流程及其收敛过程，以防止二层环路，确保网络拓扑的稳定。 --- 第三部分：网络层（跨越藩篱的寻址与路由） 网络层是实现数据包在不同网络间互联互通的核心。 第六章：IP协议与IPv4寻址 本章是网络层理论的基石。详细阐述了IPv4协议的数据报格式、分片与重组机制。重点讲解了IP地址结构、子网划分（Subnetting）和无类别域间路由选择（CIDR）的实践方法，以及地址解析协议（ARP）的工作流程，作为网络层与数据链路层的桥梁。 第七章：下一代协议：IPv6 鉴于IPv4地址空间的枯竭，本章全面介绍IPv6的优势与结构。解析了IPv6地址的表示、扩展头部，以及邻居发现协议（NDP）对ARP和RA（路由器通告）的替代作用。同时探讨了IPv4到IPv6的过渡技术，如双栈、隧道技术。 第八章：路由原理与核心路由协议 路由器的核心功能在于根据目标地址选择最佳路径。本章区分了内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。 距离矢量协议： 深入分析RIPv1/v2的工作机制、周期性更新与“毒性逆转”等防环机制。 链路状态协议： 重点讲解OSPF（开放最短路径优先）的Dijkstra算法原理、LSA类型、邻接关系建立（2-Way、ExStart/Exchange/Loading）和区域划分。 外部网关协议： 简要介绍BGP（边界网关协议）作为互联网骨干的运行模式和路径属性选择。 --- 第四部分：传输层（端到端的可靠会话管理） 传输层负责在应用进程之间提供端到端的逻辑通信。 第九章：UDP：无连接的用户数据报协议 本章介绍UDP的简洁特性、无连接操作模式，以及在DNS、VoIP等对实时性要求高于可靠性的场景中的应用。 第十章：TCP：面向连接的可靠传输协议 TCP是现代网络中最复杂的协议之一，本章进行详尽的分解： 连接管理： 三次握手、四次挥手的状态转换图解，以及连接建立与终止的可靠性保障。 可靠数据传输： 序号、确认应答（ACK）、累计确认机制。 流量控制： 滑动窗口协议的工作原理，以及接收方如何通过通告窗口（rwnd）限制发送速率。 拥塞控制： 慢启动、拥塞避免、快速重传与快速恢复算法的详细演练，以及经典的TCP Reno和TCP CUBIC算法的对比。 --- 第五部分：应用层与网络安全基础（用户交互与保护机制） 本部分关注用户直接交互的协议以及网络防护的基本方法。 第十一章：主流应用层协议详解 域名系统（DNS）： 递归查询与迭代查询过程，DNS记录类型（A, MX, CNAME等）及其在网络定位中的作用。 超文本传输协议（HTTP/HTTPS）： HTTP请求/响应报文结构、状态码详解、无状态性及其克服（Cookies/Session）。HTTPS中的TLS/SSL握手过程、证书验证与加密原理。 文件传输与邮件协议： FTP、SMTP、POP3/IMAP的工作模式。 第十二章：网络安全基础概念与防火墙技术 本章引入网络安全的基本要素。介绍对称加密与非对称加密（RSA原理简介）。重点剖析网络访问控制技术：防火墙的工作原理（包过滤、状态检测、应用层网关），以及入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）的基本概念，为构建健壮的网络环境提供视角。 --- 结论与展望 全书在深入讲解TCP/IP协议栈的同时，穿插了大量实际网络设备（路由器、交换机）的配置思路和故障排查逻辑。我们期望读者在完成本书的学习后，不仅能熟练掌握协议的规格，更能具备设计、实施和维护高性能、高可靠性网络的工程能力。未来的网络技术将更加侧重于软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）以及网络安全自动化，本书所奠定的坚实基础将是理解和掌握这些前沿技术的关键阶梯。 目标读者： 计算机科学、通信工程、电子信息工程专业学生；网络工程师、系统管理员、信息安全技术人员。

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拿到这本书的时候，我其实是抱着一种将信将疑的心态的。毕竟市面上讲“基础”的教材太多了，很多都是把复杂的概念简单化到失去了原意，读完后感觉自己好像懂了，但一到实际应用就完全抓瞎。这本书的封面设计简洁大气，装帧也很有质感，初印象不错。翻开目录，章节安排得非常有逻辑性，从最基础的逻辑门原理讲起，逐步深入到组合逻辑电路的设计与分析，再到时序逻辑电路的构建，最后还涉及了存储器的基本结构。最让我惊喜的是，它在讲解每一个基本概念时，都配有大量的图示和详细的推导过程。我记得我以前学D触发器的时候总是被时序图绕晕，但这本书里的时序图画得非常清晰，每一个状态的转换都标注得清清楚楚，配合文字说明，一下子就豁然开朗了。它没有急于展示那些花哨的集成电路芯片，而是把重点放在了“为什么是这样设计”的底层逻辑上，这一点对于真正想掌握电路设计精髓的人来说，是极其宝贵的。可以说，这本书的深度和广度拿捏得非常好，既能让初学者建立起坚实的知识体系，也能让有一定基础的人温故知新，找到过去理解模糊的地方。

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我不得不承认，我是一个非常注重实战案例的读者。如果一本书光有理论堆砌，对我来说就跟看天书没什么区别。这本书在这方面做得非常出色，它不是那种只停留在理论推导层面的教科书。它将理论与实际工程中的常见问题紧密结合起来。例如，在讲解竞争冒险（Hazards）时，它不仅仅给出了产生条件，还模拟了一个实际电路中可能出现的毛刺现象，并详细对比了使用滤波器和冗余项消除后的效果差异，这让我深刻理解了为什么在实际布线时要特别注意这些细节。还有在介绍可编程逻辑器件（PLD）那一章，它不仅介绍了PAL和GAL的基本结构，还给出了一段简单的VHDL代码示例，说明如何将高层描述编译成底层逻辑阵列的实现。这种由抽象到具体，再由理论回归应用的叙事方式，极大地增强了我的学习兴趣和动手能力。读完相关章节后，我立马就去借用了实验室的EDA软件，尝试自己搭建几个简单的状态机，感觉效率比以前高了不止一个档次。这本书的案例选择既经典又实用，避免了那些过于冷僻或脱离实际的例子。

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从学习体验的角度来看，这本书的排版和索引系统做得非常人性化。电路图的清晰度是数字电路学习的生命线，这本书的电路图线条干净利落，元件符号标准统一，即便是复杂的时序逻辑图，也能保持很高的可读性。更重要的是，它的术语表和索引做得非常详尽。当我需要回顾某个特定概念，比如“竞争冒险的消除方法”时，可以迅速在书的后部索引中找到所有相关页码的交叉引用，这大大提升了复习效率。而且，本书的习题设计也极具层次感。前几章的练习题侧重于基础运算和逻辑等价变换，难度适中；进入到组合电路设计部分后，开始出现需要综合运用多个定理去解决实际问题的开放性题目；而到了时序电路部分，习题则开始引导读者进行状态图、状态表的设计与化简。这些练习题的设计者显然深谙学习的渐进规律，它们不是为了增加工作量，而是为了引导读者主动思考和验证所学知识的内在联系。可以说，这是一本真正为“学习”而设计的工具书，而非仅仅是知识的搬运工。

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坦白说，我对市面上那些动辄充斥着大量彩色插图、试图用视觉冲击力来弥补内容深度的书籍一直持保留态度。这本书则完全走的是另一条路线：用内容的厚度来支撑自身的价值。它的插图虽然不多，但每一张都经过精心设计，绝对是功能性的，而不是装饰性的。每一个波形图、每一个逻辑图的每一个节点、每一个反馈路径，都有明确的标识和解释，绝不会让人产生“这个图画的是什么鬼”的困惑。而且，书中在涉及数制转换和编码理论的部分，处理得尤为细致。它不仅仅是列出了不同编码的规则，还深入探讨了这些编码在实际数据传输和纠错机制中的应用背景，比如为什么需要格雷码，以及在BCD码和余三码之间进行转换时要注意的细节。这种对基础细节的尊重和深入挖掘，使得这本书的“基础”二字名副其实，它构建了一个非常稳固的地基，让后续学习更高级的微机原理或嵌入式系统时，能够游刃有余。

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这本书的语言风格，说实话，读起来有一种老派学者的严谨，但又带着一种现代教育者的亲切感，这是一种很难得的平衡。作者在阐述复杂的布尔代数化简时，用词精准，逻辑链条一环扣一环，绝不含糊其辞。但一旦涉及到需要理解电路工作原理的直观部分，比如多谐振荡器的工作原理，作者就会切换到一种更具画面感的描述方式，仿佛在口述他自己搭建这个电路时的观察和思考过程。我特别欣赏作者在注释中插入的一些“经验之谈”或者“陷阱提醒”。这些小小的侧边栏信息，往往是作者多年教学或工程实践中总结出来的血泪教训，对于初学者来说，避免了走很多不必要的弯路。比如，书中特意提醒了在实际搭建TTL或CMOS电路时，电源去耦电容的位置和数值选择对电路稳定性的关键作用，这些“软知识”在其他教材中是很难找到的。这种润物细无声的引导，让读者感觉像是在一位经验丰富的导师的指导下学习，而不是被动地接收知识。

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