计算机中的纠错码技术

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出版者:人民邮电出版社
作者:王新梅 张焕国 马建
出品人:
页数:358
译者:
出版时间:2002-3
价格:30.00元
装帧:
isbn号码:9787115067616
丛书系列:全国高技术重点图书
图书标签:
  • 计算机
  • 纠错码
  • 纠错码
  • 编码理论
  • 信息论
  • 计算机体系结构
  • 数据存储
  • 可靠性工程
  • 数字通信
  • 汉明码
  • 校验码
  • 数据校验
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具体描述

本书介绍了计算机系统编码技术的基础知识,论述了计算机存储系统和逻辑设计中应用的编码理论和技术。全书共分7章,分别介绍了基础知识、线性分组码与循环码、计算机内存储器中应用的纠错码、计算机外存储器中应用的纠错码、非对称错与单向错纠错码、逻辑设计中的编码技术和容错逻辑设计的实现等内容。

本书可作为大专院校计算机专业、通信工程专业、电子工种专业和数学专业高年级学生和研究生的教材和参考,也可作为从事数字存

《数字海洋的守护者:浅谈纠错码的奇妙世界》 在浩瀚无垠的数字海洋中,信息如同漂浮的珍宝,随时可能遭遇“噪声”的侵蚀,导致失真、丢失,甚至面目全非。想象一下,一封承载着重要指令的电子邮件在传输过程中被细微的干扰改变了几个比特,这可能引发一场灾难;又或者,一段珍贵的数字音视频文件在存储过程中出现几个坏点,带来的将是无法弥补的遗憾。我们如何才能在充斥着各种不确定因素的物理世界中,确保数字信息的完整与可靠?《数字海洋的守护者》将带您走进一个充满智慧与创新的领域——纠错码技术,揭示那些在幕后默默守护我们数字世界的力量。 本书并非一本深奥的学术专著,而是以一种通俗易懂、引人入胜的方式,为普通读者勾勒出纠错码技术的核心理念和广阔应用。我们不深入探讨复杂的数学证明和高深的理论推导,而是着眼于纠错码如何像一位精明的侦探,从一堆看似混乱的数据中找出隐藏的错误,并加以修正。它更像是一门关于“如何让信息在不完美的通道里也能完美到达”的艺术。 您将在这里了解到,纠错码是如何通过在原始数据中巧妙地添加冗余信息,构建一种“额外保护层”。这些看似“多余”的比特,却蕴含着识别和纠正错误的关键线索。我们会从最基础的原理讲起,比如简单的奇偶校验码,让您直观感受如何通过增加一个简单的校验位来发现数据中的单比特错误。接着,我们将步入更强大的纠错码家族,如哈明码(Hamming Codes),了解它们如何能够不仅检测出错误,还能精确定位错误发生的位置,并将其纠正。 本书将带您探索那些耳熟能详的科技场景,让您明白纠错码技术为何如此重要。在您每一次发送电子邮件、浏览网页、观看流媒体视频时,纠错码都在默默地工作。从CD、DVD、蓝光光盘等数字存储介质,到卫星通信、移动通信(如4G、5G网络),再到深空探测器与地球之间的通信,乃至现代计算机内存和硬盘的可靠性保障,纠错码的身影无处不在。它就像数字世界的“忠实守卫”,确保了信息的准确传输和持久存储,让我们的数字生活得以流畅运行。 我们还会简要介绍一些在实际应用中发挥关键作用的纠错码类型,例如: 线性分组码(Linear Block Codes): 它们以其结构清晰、易于分析的特点,成为许多基础纠错码算法的基石。 卷积码(Convolutional Codes): 与分组码不同,卷积码将数据流看作一个整体进行编码,在许多通信系统中展现出强大的纠错能力。 里德-所罗门码(Reed-Solomon Codes): 这是一种非常重要的纠错码,特别擅长处理突发性错误,广泛应用于CD、DVD、条形码以及一些通信系统中。 低密度奇偶校验码(LDPC Codes): 近年来备受关注的LDPC码,以其接近香农限的优异性能,在Wi-Fi、5G等现代通信标准中扮演着核心角色。 BCH码和RS码的变种: 它们在特定场景下提供了更精细的错误控制能力。 在阅读过程中,您无需担忧复杂的数学公式会让您望而却步。我们将尽可能使用类比、图解和生活化的例子,来解释这些概念。例如,我们会用“给信件盖上额外的印章”来比喻奇偶校验,用“给信息配上一份‘翻译指南’”来形象地说明纠错码的工作原理。您将体验到,即使是对技术不太了解的读者,也能轻松理解纠错码是如何工作的,以及它们为何能如此有效地守护我们的数字信息。 《数字海洋的守护者》旨在点燃您对信息科学的兴趣,让您在享受现代科技便利的同时,也能窥见其背后精妙的设计。它将为您打开一扇了解数字世界幕后机制的窗户,让您对那些看不见的“守护者”心生敬意。无论您是学生、技术爱好者,还是仅仅对数字世界的奥秘感到好奇,本书都将为您带来一次愉快的探索之旅。让我们一起走进纠错码的奇妙世界,感受那份让信息历经风雨依然璀璨的智慧力量。

作者简介

目录信息

1,引论
2,线性分组码与循环码
3,计算机内存储器中应用的纠错码
4,计算机外存储器中应用的纠错码
5,非对称错与单向错纠错码
6,逻辑设计中的编码技术
7,容错逻辑设计的实现
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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在我的专业领域,我们经常需要处理大量的传感器数据,这些数据通常通过无线网络传输,而在传输过程中,由于环境的干扰,数据丢失或出现错误是常有的事情。因此,对高效的纠错技术的需求一直非常迫切。这本书的出现,对我来说无疑是一场及时雨。我期待它能详细讲解不同纠错码的编码和解码算法,特别是那些在低功耗和高带宽场景下表现优异的编码方案。例如,在物联网设备中,电池寿命至关重要,如果纠错码的计算复杂度过高,会导致设备功耗增加,这显然是不可取的。因此,寻找一种在保证较高纠错能力的同时,又能降低计算开销的纠错码,是我的一个重要目标。这本书是否会对比不同纠错码的计算复杂度和资源占用情况?是否会介绍一些针对嵌入式系统优化的纠错码实现方法?这些都是我非常感兴趣的内容。此外,我对纠错码在分布式系统中的应用也充满好奇。在一个由众多节点组成的网络中,如何通过纠错码来保证整个系统的数据一致性和稳定性?这其中的挑战和解决方案,我想都能在这本书中找到答案。

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我一直对计算机科学中的数学基础部分情有独钟,尤其是在信号处理和通信领域,那些精巧的数学算法往往是解决实际问题的关键。这本书的标题“计算机中的纠错码技术”正是我一直在寻找的宝藏。我曾接触过一些基础的通信原理,对信道编码和源编码的概念略有了解,但对于纠错码的深层原理和多样性,我仍然感到意犹未尽。我非常期待这本书能够深入讲解纠错码的数学构造,例如,线性分组码、卷积码、或者更高级的非线性码,它们是如何通过数学变换来增加冗余信息,从而达到纠错的目的。书中是否会涉及有限域上的运算,以及伽罗瓦域(Galois Field)在纠错码构造中的重要性?这些理论上的深入探讨,往往能帮助我们理解纠错码的内在规律,并为设计更优秀的纠错方案提供指导。此外,我还会关注书中对不同纠错码性能的评估指标,比如纠错能力(可以纠正多少个错误)、编码速率(有效信息占总传输信息量的比例)以及译码复杂度等。理解这些指标,将有助于我根据不同的应用场景选择最合适的纠错技术。

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这部巨著初览便让人感到其厚重与扎实,封面设计简洁大气,传递出一种严谨的学术氛围。我一直对信息传输的可靠性问题颇感兴趣,尤其是在数字时代,数据量的爆炸式增长使得信息损耗和错误的可能性也随之增加。这本书无疑触及了我一直以来好奇的核心,它似乎能够揭示隐藏在数据流中的那些看不见的“守护者”,那些能够让数据在传输过程中即便遭遇干扰也能安然无恙的智慧。想象一下,一次至关重要的远程手术,或者一次金融交易的关键指令,任何微小的错误都可能导致灾难性的后果。这本书正是探讨如何构建这样一套坚不可摧的“数字铠甲”的学问,它不仅仅是理论的堆砌,更是对现实世界复杂挑战的深度回应。我期待从中学习到那些能够确保信息完整性的巧妙算法和精妙的数学原理,理解其背后的逻辑,并渴望能够将其应用于我所关注的领域,或许是物联网设备之间的数据同步,又或者是云存储的长期可靠性保障。从书名来看,它涵盖的范围应该相当广泛,从基础的概念到前沿的应用,都可能有所涉猎。我特别希望能了解不同纠错码在不同场景下的优劣对比,以及它们是如何在效率和纠错能力之间取得平衡的。这种对技术细节的探究,往往能带来最深刻的理解和最实用的启示,所以我对这本书充满了期待。

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作为一名对信息安全和数据完整性有高度关注的读者,我一直对那些能够保护数据不受篡改和损坏的技术非常着迷。这本书的题目——“计算机中的纠错码技术”,无疑直接指向了数据可靠性的核心。我设想,这本书将深入探讨如何在数字世界中构建一道道坚实的防线,以应对数据在传输和存储过程中不可避免的错误。无论是网络传输中的数据包丢失,还是存储介质中的位翻转,抑或是加密过程中可能引入的偏差,纠错码技术似乎都能扮演关键角色。我特别好奇的是,纠错码是如何与密码学中的某些概念相结合的。例如,在某些安全通信协议中,是否会同时应用加密和纠错技术,以确保数据的机密性和完整性?或者,在分布式账本技术(如区块链)中,纠错码是否也发挥着某种作用,以保证交易记录的不可篡改性和可追溯性?这些交叉领域的问题,往往能激发出更多创新的想法。我期望这本书能够提供一些具体的案例分析,展示纠错码技术是如何在实际的计算机系统中,特别是在网络通信、数据存储和安全领域,发挥其至关重要的作用。

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作为一名长期关注计算机网络和分布式系统的开发者,我深知数据可靠性在现代计算架构中的重要性。书中“计算机中的纠错码技术”这个标题,立刻引起了我的高度关注。我一直在思考,在如今的云存储、大规模数据库、以及复杂的分布式计算环境中,如何才能确保海量数据的完整性和可用性,尤其是在面对硬件故障、网络延迟、或者人为错误时。我推测,纠错码技术在这其中扮演着至关重要的角色。这本书是否会深入探讨纠错码在分布式存储系统中的应用?例如,在一些采用纠删码(Erasure Coding)的系统中,如何通过添加冗余数据块,使得即使部分数据丢失,也能够完全恢复原始数据,从而实现比传统冗余副本更高的存储效率和容错能力。此外,在网络通信层面,例如TCP/IP协议栈中的差错控制,是否也依赖于某种形式的纠错码技术?我渴望了解这些底层机制是如何保障我们日常互联网通信的顺畅和可靠的。书中是否会介绍一些最新的、在工业界已经广泛应用的纠错码技术,并分析它们在实际系统部署中的挑战和优势?这些实践层面的内容,将对我非常有启发。

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我一直对数据存储的持久性和可靠性非常关注,毕竟,我们存储在硬盘、U盘甚至云端的宝贵数据,如果因为物理介质的老化或者传输过程中的微小错误而丢失,那将是令人难以接受的。从书名来看,“计算机中的纠错码技术”似乎恰好能解答我心中的许多疑问。我猜想,这本书会深入探讨在存储设备中,纠错码是如何扮演“数据守护者”的角色。例如,在CD、DVD、蓝光光盘这些光学存储介质中,由于表面的划痕或灰尘,数据读取时很容易出现错误,而正是纠错码技术,使得我们在播放电影或欣赏音乐时,能够享受到流畅的画面和清晰的声音。同样的,在硬盘的磁道上,磁粒的排列也可能因为时间推移而发生微小的变化,导致数据的损坏,而纠错码则能在一定程度上弥补这些缺陷。我希望这本书能够详细介绍不同类型的纠错码在存储领域是如何应用的,它们如何检测和纠正错误,以及它们在提高存储密度和降低存储成本方面所起的作用。理解这些技术,不仅能让我更好地理解我们使用的存储设备,也可能启发我在其他数据密集型应用中寻找解决数据可靠性问题的方案。

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翻开这本书,我首先被它清晰的章节结构所吸引。每一部分都仿佛是通往更深层次理解的阶梯,循序渐进地引导读者进入纠错码技术的宏大世界。尽管书名直接点明了主题,但其内容所能引发的联想却是多方面的。我在思考,在现代通信系统中,从无线信号的传输到卫星通信的连接,再到存储介质的读写,都离不开对错误的抵抗。这本书是否会深入剖析各种通信协议中纠错码的应用实例?比如,我们在享受流畅的视频通话时,背后有多少精密的纠错机制在默默工作?在互联网的数据包传输中,那些看似不起眼的校验位是如何保障信息的准确无误的?我猜想,这本书会从信息论的基础理论出发,逐步讲解编码和解码的过程,以及如何通过数学模型来衡量纠错码的性能。或许还会介绍一些经典的纠错码,如汉明码、里德-所罗门码,甚至是更复杂的LDPC码和Turbo码。这些名字本身就充满了神秘感,它们代表着人类在保障信息可靠性方面所取得的伟大成就。我希望能够理解它们的设计思想,以及它们是如何在实际系统中得到实现的。对于一个对通信技术充满好奇心的人来说,这本书就像是打开了一扇通往数字世界背后逻辑的大门,充满了探索的乐趣。

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我一直对计算机底层运作的精妙之处感到着迷,特别是那些在我们日常使用中不易察觉,但却至关重要的技术。这本书的题目“计算机中的纠错码技术”就精准地击中了我的兴趣点。在一次次的软件更新、文件传输、甚至是玩大型在线游戏时,我都在思考,这些海量的数据是如何在复杂的电子线路和无线信号中保持其准确性的。我可以想象,纠错码技术就像是为每一个传输或存储的数据块都打上了一层“校验标记”,当数据出现偏差时,这个标记能够帮助计算机侦测到错误,甚至在某些情况下,将其纠正过来。我希望这本书能够详细介绍这些“校验标记”是如何生成的,它们背后遵循什么样的数学规则,以及接收端是如何利用这些标记来识别和修正错误的。书本是否会对比不同类型的纠错码,比如它们在纠错能力、编码效率和实现复杂度上的差异?例如,在对实时性要求极高的通信场景下,是否会优先选择那些译码速度快的纠错码?而在对数据可靠性要求极高的长期存储场景下,又会倾向于哪些具有强大纠错能力的编码方案?这些实际的应用考量,将非常有助我深入理解纠错码技术的价值。

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我一直对数字通信的底层原理充满好奇,特别是那些确保我们沟通无阻、信息准确传递的技术。这本书的标题“计算机中的纠错码技术”立刻吸引了我,因为它触及了我一直以来想要深入了解的核心话题。我常常在思考,当我们在网上浏览信息、发送邮件、或者与远方的朋友视频通话时,这些数据是如何穿越千山万水,最终完好无损地呈现在我们面前的。显而易见,这背后一定有非常精妙的技术在发挥作用,而纠错码技术就是其中至关重要的一环。我希望这本书能够从最基础的概念讲起,比如什么是信息熵、什么是信道模型,然后逐步深入到各种纠错码的原理和构造。我特别想了解那些能够实现“盲”纠错的机制,也就是说,接收方并不知道原始数据是什么样子,但却能够通过接收到的带有错误的数据,准确地恢复出原始信息。这本身就是一项了不起的成就。书中是否会介绍一些具体的纠错码例子,并提供其编码和解码的详细流程?例如,那些在CDMA(码分多址)技术中使用的纠错码,是如何帮助我们在一个通信信道中区分不同的用户信号的?这些细节的讲解,将非常有助我理解现代通信的强大能力。

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这部著作的封面设计,以其简约的几何图案和深邃的蓝色调,勾勒出一种科技与数学交融的意境。我一直对数字信号处理领域抱有浓厚的兴趣,而纠错码技术无疑是其中的核心组成部分。在我的认知里,无论是最基础的二进制通信,还是如今复杂的光纤网络,数据的完整性和准确性都是至关重要的。试想一下,我们发送一条信息,它可能要穿越电缆、空气,甚至太空,在这漫长的旅途中,信号难免会受到各种噪声的干扰,导致比特翻转。而纠错码,就像是给这些数据加上了一层“防护罩”,让它们在抵达目的地时,即使受到了一定的“伤害”,也能被准确地还原。这本书,我想它不仅仅是关于算法的介绍,更是关于如何在现实世界中解决信息传递难题的智慧结晶。我尤其关心它是否会探讨不同纠错码在不同通信介质上的性能表现,例如,在高速率的无线通信中,哪些纠错码能够提供最佳的纠错能力和传输效率?又或者,在存储大量数据的硬盘或固态硬盘中,纠错码又是如何确保数据的长期保存和可靠读取的?这些问题的答案,我想都能在这本书中找到线索。

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