通信网理论基础

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出版者:吉林大学出版社
作者:石文孝
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-12-01
价格:27.0
装帧:
isbn号码:9787560126432
丛书系列:
图书标签:
  • 通信原理
  • 通信网络
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具体描述

好的,这是一本关于《数据结构与算法分析》的图书简介,旨在提供一个全面而深入的学习资源,完全不涉及“通信网理论基础”的内容: 《数据结构与算法分析:原理、实现与应用》 深入理解计算机科学的基石,构建高效的软件系统 导言:计算思维的精髓 在信息技术飞速发展的今天,无论我们是构建复杂的企业级应用、开发高性能的图形引擎,还是探索前沿的人工智能模型,其底层逻辑的效率和健壮性都深深依赖于对数据结构和算法的深刻理解。《数据结构与算法分析:原理、实现与应用》正是为有志于精通这些核心概念的读者量身打造的权威指南。 本书的编写目标,不仅仅是罗列各种抽象的数据结构和算法,而是致力于构建一座连接理论深度、工程实践和性能分析的坚实桥梁。我们坚信,只有透彻理解“为什么”和“如何做”,才能真正做到“用得好”。本书将带领读者从最基础的计算模型出发,逐步攀登至复杂算法的设计与优化的高峰。 第一部分:基础构建——数据组织与操作的数学基石 本部分专注于奠定坚实的理论基础,这是后续所有高级主题展开的前提。 第1章:计算模型与渐近分析 本章首先回顾了图灵机和RAM模型等基本计算模型,为算法分析提供理论依据。重点深入讲解渐近分析(Asymptotic Analysis),包括大O符号、大Ω符号和大Θ符号的精确定义和应用。我们将详细剖析如何对递归和非递归算法的时间与空间复杂度进行精确的数学推导,为性能评估建立统一的量化标准。此外,本章还将介绍概率分析的基本概念,为处理不确定性输入场景做好准备。 第2章:线性数据结构与数组实现 本章从最直观的结构——数组(Array)开始。我们不仅探讨静态数组和动态数组的底层内存管理,还将详细分析其在随机访问、插入和删除操作中的性能特点。随后,我们将介绍链表(Linked List),包括单链表、双向链表和循环链表,对比它们与数组在内存分配和操作效率上的取舍。栈(Stack)和队列(Queue)作为受限的线性结构,其应用场景(如表达式求值、广度优先搜索的辅助工具)将通过具体实例进行阐释。 第3章:递归与分治策略 递归是算法设计中一种优雅而强大的工具。本章系统梳理递归的定义、终止条件和调用栈的工作机制。核心内容是分治(Divide and Conquer)范式,它指导了许多最高效的排序和搜索算法。我们将通过经典的归并排序(Merge Sort)和快速排序(Quick Sort)的数学证明,展示如何利用分治策略获得对数级别的效率提升。 第二部分:结构深化——树、堆与高效查找 本部分聚焦于那些用于高效组织和检索数据的层次化结构。 第4章:树结构与遍历 树(Tree)是处理层级关系数据的核心结构。本章从基本定义(如根、节点、度、深度)入手,详细分析了二叉树(Binary Tree)的特性。重点剖析树的遍历方法:前序、中序和后序遍历,并展示如何利用这些遍历来重建树结构或进行特定的计算。此外,霍夫曼编码等应用将展示树结构在信息压缩中的实际威力。 第5章:平衡搜索树与动态维护 标准的二叉搜索树(BST)在最坏情况下可能退化为链表,效率急剧下降。本章深入探讨如何通过维持平衡来保证查找性能。我们将详尽分析AVL树和更为实用的红黑树(Red-Black Tree)的插入、删除和旋转操作,这些操作是操作系统、数据库索引等复杂系统中实现高效动态集合管理的关键技术。 第6章:堆结构与优先队列 堆(Heap)是一种特殊的完全二叉树,是实现优先队列(Priority Queue)的理想选择。本章详细讲解最大堆和最小堆的构建、插入和Extract-Max/Min操作的线性时间复杂性。我们将探索堆排序(Heap Sort)的实现细节,并将其与分治排序方法进行细致的性能对比。 第三部分:高级结构与图论算法 本部分将视角扩展到更复杂的、用于表示相互关联对象的数据结构和解决网络问题的核心算法。 第7章:散列技术与冲突解决 散列(Hashing)是实现平均$O(1)$时间复杂度查找的基石。本章深入讲解哈希函数的设计原则(如理想的均匀分布),以及解决冲突(Collision)的各种策略,包括链式法(Separate Chaining)和开放寻址法(Open Addressing),并分析这些方法在负载因子变化下的性能退化模型。 第8章:图论基础与遍历 图(Graph)是建模现实世界复杂关系(如社交网络、地图路线)的终极工具。本章定义了图的各种类型(有向/无向、带权/无权)。核心内容是图的遍历算法——广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS),并展示它们在连通性判断、拓扑排序等任务中的不可替代性。 第9章:最短路径与最小生成树 图算法的经典难题包括寻找最短路径和最小生成树(MST)。本章将严谨地推导和实现: 1. Dijkstra算法:用于解决单源最短路径问题(适用于非负权边)。 2. Bellman-Ford算法:用于处理包含负权边的图,并能检测负权环。 3. Prim算法和Kruskal算法:用于构造最小生成树,分析它们如何利用贪心策略保证全局最优解。 第四部分:算法设计范式与高级主题 本部分探讨了解决优化问题的通用设计哲学,并触及现代计算中的关键挑战。 第10章:贪心算法与动态规划 本章区分了两种强大的优化算法范式: 1. 贪心算法(Greedy Algorithms):阐述其局部最优选择如何导致全局最优解的条件(如活动选择问题)。 2. 动态规划(Dynamic Programming, DP):深入剖析DP的最优子结构和重叠子问题特性。通过背包问题、最长公共子序列等经典案例,展示如何利用自底向上(Bottom-Up)或自顶向下(Top-Down,带备忘)的方法避免冗余计算,实现指数级到多项式时间的飞跃。 第11章:计算复杂性理论概述 为了对算法的内在难度有一个客观的认识,本章引入了计算复杂性理论的初步概念。我们将介绍P类问题和NP类问题,并重点讨论NP完全性(NP-Completeness)的概念及其重要性。通过归约(Reduction)的方法,读者将理解为什么某些问题被认为是“计算上难以解决”的。 结语:从理论到工程的飞跃 《数据结构与算法分析》不仅是一本教科书,更是一份实践蓝图。书中大量的伪代码、C++/Java语言实现示例(并非强制要求读者掌握特定语言,而是作为清晰表达逻辑的工具),以及贯穿始终的性能分析,旨在帮助读者将抽象的知识转化为解决实际工程问题的能力。掌握本书内容,意味着您已经具备了高效、可扩展软件系统的核心设计能力。 目标读者: 计算机科学、软件工程、信息安全、数据科学等相关专业的学生、初中级软件开发工程师、以及希望系统性巩固计算理论基础的专业人士。

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怀着对未来通信技术的好奇心,我打开了《通信网理论基础》。本书在开篇部分对通信网络的基本组成部分,如终端设备、传输介质、交换设备等进行了描述,并概述了不同类型网络的特点。在网络拓扑方面,书中详细介绍了各种拓扑结构(如总线型、星型、环型、网状型)的原理、优缺点以及适用场景,例如总线型结构简单易于布线,但容易发生冲突;网状型结构可靠性高,但布线复杂且成本高。这为理解网络的物理连接方式提供了基础。然而,当涉及到网络协议栈时,我发现本书的重点似乎放在了网络层和传输层,对于应用层协议的介绍则相对有限。例如,在讲解DNS(域名系统)时,书中主要说明了其将域名解析为IP地址的功能,以及其查询的层级结构。但对于DNS的缓存机制、负载均衡、域名注册和管理等更高级的应用,以及DNS的安全问题(如DNS劫持、DNS放大攻击),书中就没有深入探讨。同样,对于HTTP、FTP、SMTP等常用应用层协议,本书也只是简单介绍了它们的基本功能,而没有详细说明它们在实际互联网应用中的工作细节,例如HTTP的请求-响应模型、Cookie的使用、HTTP/2和HTTP/3的优化,或者FTP的控制连接和数据连接分离的原理。我更希望了解的是,这些协议是如何在用户设备和服务器之间交互的,以及它们是如何支撑我们日常使用的各种互联网服务的。这本书为我们打下了坚实的基础,但如果能更广泛地覆盖应用层协议的细节和实际应用,会更有帮助。

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拿到《通信网理论基础》这本书,我最初的设想是系统地学习数据通信、网络协议以及各种网络技术。然而,读着读着,我发现这本书的重点似乎放在了网络流量的统计学分析和队列理论上,这与我理解的“通信网理论基础”可能存在一些认知上的差异。书中大量篇幅用于描述泊松过程、排队论模型(如M/M/1、M/G/1等),并推导了系统的平均等待时间、平均队列长度等性能指标。这些数学工具确实是理解网络拥塞和性能分析的关键,例如在分析网络缓冲区时,队列理论可以帮助我们预测丢包率和延迟,从而为网络设计提供依据。但这本书在讲解时,更多的是呈现了数学推导的过程,例如利用拉普拉斯变换求解稳态概率,或者通过马尔可夫链分析系统的状态转移。对于这些数学方法在具体网络设备(如路由器、交换机)中的实现细节,或者如何利用这些模型来优化QoS(服务质量)策略,例如流量整形、拥塞避免算法,书中的描述就显得比较简略了。我个人更希望能看到一些实际的网络仿真案例,或者基于这些理论如何设计出更高效的拥塞控制算法,比如TCP拥塞控制的各种变体,或者更具前瞻性的预测性拥塞控制方法。书中对现代网络架构,如软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)中对流量管理的创新思路,也提及不多。理解这些统计模型固然重要,但它们如何转化为可操作的网络管理策略,让网络运行得更顺畅,这才是吸引我的地方。如果这本书能提供更多关于如何应用这些理论知识来解决实际网络问题的指导,例如如何根据业务流量的特点选择合适的队列管理算法,或者如何利用排队论来规划网络带宽,那将是极大的帮助。

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这本书的标题是《通信网理论基础》,我拿到书后,满心期待地翻开,想深入了解通信网络的运行机制和底层逻辑。然而,阅读过程中,我发现这本书的内容似乎与我预期的有所偏离。比如,书中花费了大量的篇幅去阐述一种非常抽象的数学模型,这个模型我需要花费很多时间去理解其推导过程,但它在实际通信网络中的应用却显得有些模糊。作者似乎更侧重于理论的严谨性,例如在讲解信道编码时,详细地罗列了各种编码方案的数学公式和性能指标,例如汉明码、卷积码、Turbo码等等,并对它们在纠错能力、传输效率等方面的优劣进行了详细的分析。这无疑是对编码理论的一次全面梳理,但对于我这种希望快速掌握如何实际运用这些编码技术来优化网络性能的读者来说,感觉有点“纸上谈兵”。书中对这些编码技术在不同通信场景下的具体实现细节,例如在4G LTE、5G NR等实际通信标准中的应用方式,以及具体的调制解调策略,提及得非常有限。我更希望看到的是,这些理论是如何转化为实际的通信设备和协议的,比如在基站和终端设备中是如何实现的,或者在网络传输过程中是如何克服噪声和干扰的。当然,我也理解理论基础的重要性,但当这些理论的实践意义不够清晰时,学习的动力就会受到影响。例如,在谈到网络拓扑时,书中详细介绍了星型、总线型、环型、网状型等经典拓扑结构,并分析了它们的优缺点,如星型结构的中心节点故障会影响整个网络,而网状结构则有冗余性高、可靠性好的特点。但对于现代通信网络中普遍采用的混合型拓扑,以及如何根据业务需求动态调整网络拓扑的策略,则没有深入的探讨。总的来说,这本书提供了一个坚实的理论框架,但如果能更多地与实际应用相结合,让读者看到理论是如何指导实践的,那就更好了。

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我一直对通信网络的底层机制充满好奇,因此毫不犹豫地选择了《通信网理论基础》。这本书在绪论部分对通信的基本概念,如信号、带宽、信噪比等进行了清晰的界定,为后续内容的展开奠定了基础。其中对奈奎斯特定理和香农定理的详细推导,帮助我理解了数字通信系统能够达到的极限速率,这对于理解通信系统的设计目标非常有意义。例如,在讲解信道容量时,书中通过数学公式展示了带宽和信噪比对数据传输速率的影响,以及如何通过增加功率或带宽来提高容量。然而,我发现本书在具体网络设备的工作原理方面,描述得相对抽象。例如,在路由器和交换机的工作原理介绍中,书中更多地关注了数据包的转发逻辑和查找表算法,例如IP查找算法(如二叉查找树、LPM算法)以及MAC地址学习过程。但对于这些设备在实际硬件层面是如何实现的,例如ASIC(专用集成电路)的设计、数据通路、背板带宽等,书中就没有太多涉及。我更想了解的是,路由器如何处理大量的并发连接,交换机如何实现线速转发,以及这些硬件设计如何影响网络性能。书中也提及了网络故障诊断的一些基本方法,但对于如何利用专业的网络监控工具和诊断工具(如ping, traceroute, Wi-Fi analyzer等)来定位和解决实际网络问题,缺乏具体的操作指导。这本书提供了一个很好的理论框架,但如果能增加一些实际的案例分析,或者对网络设备的内部构造有更详细的介绍,将会更有价值。

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拿到《通信网理论基础》这本书,我期待的是能够理解现代通信网络是如何构建和运行的。书中对 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型的讲解,确实为理解网络分层结构打下了良好的基础。它详细描述了每一层的功能,从物理层的信号传输,到数据链路层的帧传输和MAC地址,再到网络层的IP寻址和路由选择,以及传输层的TCP/UDP端口和连接管理,最后到应用层的各种服务。每一层的协议细节都进行了清晰的梳理,例如在网络层,对IP地址的分类、子网划分、路由协议(如RIP、OSPF)的基本原理进行了介绍,使我能够理解数据包是如何在网络中被路由的。然而,在深入到更高级的网络技术时,我感觉本书的内容似乎有些欠缺。例如,在介绍网络安全方面,书中只是简单提到了防火墙和加密技术,但对于现代网络中普遍使用的VPN、IPS/IDS(入侵检测/防御系统)、SSL/TLS等更复杂的安全机制,以及它们在通信网络中的具体作用和实现方式,就显得语焉不详了。同样,在谈到无线通信技术时,虽然提到了CDMA、OFDM等基本原理,但对于Wi-Fi、4G LTE、5G NR等具体无线接入技术,以及它们在频谱利用、多址方式、信道管理等方面的差异和演进,描述得不够具体。我更希望了解这些协议是如何在实际设备中实现的,以及如何通过网络设备来优化其性能。这本书提供的基础知识非常扎实,但如果能更多地涵盖当前主流通信技术的前沿进展和实际应用,那就更完美了。

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我希望通过《通信网理论基础》这本书,能够理解当前通信网络所面临的挑战以及解决方案。书中在关于网络性能评估的部分,详细介绍了各种性能指标,如延迟、吞吐量、抖动、丢包率等,并阐述了如何通过数学模型来分析和预测这些指标。例如,在讲解延迟时,书中区分了传播延迟、传输延迟、处理延迟和排队延迟,并给出了计算公式。这有助于我理解影响网络速度的各种因素。然而,在讨论网络拥塞和流量管理时,本书的内容似乎更侧重于理论分析,而对现代网络中广泛采用的各种拥塞控制和流量整形技术,介绍得不够详尽。例如,对于TCP的拥塞控制算法,如Cubic、Bietlot等,本书的提及非常有限,未能深入分析它们在应对不同网络场景时的具体表现和优化策略。同样,对于网络中的流量调度和优先级管理,例如QoS(服务质量)机制,书中也只是简单地提到了其概念,而没有详细介绍DiffServ、IntServ等实现机制,以及如何通过这些机制来保障实时通信和关键业务的服务质量。我更希望了解的是,在实际的网络部署中,是如何通过各种技术手段来应对日益增长的网络流量和多样化的业务需求,以及如何通过精细化的流量管理来提升用户体验。这本书为我们提供了分析网络性能的工具,但如果能更多地介绍实际的网络优化和拥塞控制策略,会更有指导意义。

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我抱着对通信网络深厚兴趣的心情翻开了《通信网理论基础》。书中开头部分对信息论基础的阐述,比如香农定理、信源编码、信道编码等,确实令人印象深刻,特别是对信息熵、互信息等概念的解释,非常细致。然而,随着阅读的深入,我发现本书在介绍具体的网络协议时,似乎更侧重于协议的原理性描述,而非实际应用层面。例如,在讲解TCP协议时,书中详细分析了三次握手、四次挥手的过程,以及滑动窗口机制、慢启动、拥塞避免等关键概念。它详细解释了TCP的可靠传输是如何实现的,如何通过序列号和确认应答来保证数据包的顺序和完整性,以及如何利用拥塞窗口的动态调整来适应网络状况。这对于理解TCP的内在机制非常有帮助。但对于TCP在不同网络环境下的性能表现,例如在长延迟、高丢包率的网络中如何进行优化,或者TCP的各种拥塞控制算法(如Reno、NewReno、Cubic等)在实际应用中的优劣,书中并没有给出深入的分析和对比。我更希望看到的是,这些理论如何在实际的网络设备中实现,例如在操作系统内核中TCP协议栈的具体实现,或者在路由器和交换机上如何进行流量控制和拥塞管理。书中对UDP协议的描述也相对简单,对于UDP在流媒体传输、在线游戏等应用中的独特优势和使用场景,缺乏更深入的探讨。总的来说,这本书在理论的深度上做得很好,但如果能增加一些关于实际网络部署和性能调优的案例,或者更详细地介绍不同协议在现代通信系统中的应用,会更贴合我作为读者的期望。

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我希望通过《通信网理论基础》这本书,能够对现代通信网络中的数据传输原理有更深入的理解。本书对信号传输过程中的各种损耗和失真,如衰减、噪声、干扰等进行了详细的分析,并介绍了差错控制的基本原理,包括检错码和纠错码。例如,在描述噪声对信号的影响时,书中运用了统计学的方法来量化噪声的功率谱密度,并推导了误码率与信噪比的关系。这有助于我理解为什么在通信过程中会发生错误,以及如何通过提高信噪比来改善传输质量。然而,在关于网络传输的效率和优化方面,本书的内容似乎未能完全满足我的期望。例如,在讲解传输效率时,书中更多地关注了编码效率和调制效率,例如ASK、FSK、PSK、QAM等调制方式的原理和性能。但对于如何通过其他方式来提高整体传输效率,例如多址技术(如FDMA、TDMA、CDMA、OFDMA),或者链路聚合、流量控制等技术,本书的介绍就显得比较初步。我更希望了解的是,这些技术是如何在实际的通信系统中协同工作的,以及如何通过这些技术来最大化网络资源的利用率。此外,书中对网络拥塞控制和流量管理方面的讨论,也更侧重于理论模型,而缺乏对具体算法的详细分析和性能评估,例如TCP的各种拥塞控制算法的演进,或者主动队列管理(AQM)技术在实际网络设备中的应用。这本书在基础理论方面非常扎实,但如果能更多地结合实际网络环境中的效率提升策略,会更有实践指导意义。

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我一直对通信网络的互联互通感到着迷,因此选择了《通信网理论基础》这本书。书中在讲解IP地址和路由选择的部分,清晰地阐述了IP地址的结构、分类以及子网划分的原理,并介绍了路由表的作用以及静态路由和动态路由的概念。例如,在介绍RIP和OSPF等动态路由协议时,书中详细描述了它们的工作机制,如距离矢量算法和链路状态算法,以及它们如何根据网络拓扑变化来更新路由信息。这让我对数据包如何在复杂的网络中找到正确的路径有了初步的认识。然而,在网络互联和跨域通信方面,本书的内容深度似乎有所不足。例如,在讲解BGP(边界网关协议)时,书中仅提及了其作为域间路由协议的作用,但对于BGP的路径属性(如AS_PATH, NEXT_HOP, LOCAL_PREF等)、选路策略以及BGP在互联网中的核心作用,都没有进行深入的阐述。同样,对于NAT(网络地址转换)技术,书中仅说明了其解决IPv4地址枯竭问题的作用,但对于NAT的各种类型(如SNAT, DNAT, PAT)以及其在实际网络部署中可能带来的问题(如影响端到端连接、对某些应用的影响),都没有详细说明。我更希望了解的是,不同网络之间是如何实现无缝互联的,以及在跨域通信过程中需要解决哪些技术难题。这本书为我们构建了网络通信的骨架,但如果能更多地深入到互联网互联的核心协议和技术细节,会更有启发性。

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我希望通过《通信网理论基础》这本书,能够更全面地了解通信网络的发展历程和未来趋势。书中在介绍早期通信网络时,提及了电报、电话等基础通信方式,以及它们如何奠定了现代通信的基础。例如,在讲述早期电话交换系统时,书中介绍了人工交换和自动交换的演进过程,以及步进式交换机、纵横制交换机的工作原理。这让我对通信技术的发展脉络有了初步的了解。然而,当涉及到现代通信技术和未来发展方向时,本书的内容似乎更新得不够及时。例如,在讨论无线通信技术时,书中对Wi-Fi、蓝牙等技术的介绍相对基础,而对于5G、6G等前沿无线通信技术,例如毫米波通信、大规模MIMO、波束赋形、边缘计算等关键技术,以及它们在提升网络容量、降低延迟、支持海量连接方面的潜力,介绍得非常有限。同样,对于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等改变传统网络架构的技术,本书也只是浅尝辄止,未能深入探讨它们如何重塑网络管理和运维模式,以及如何为未来的网络应用提供更灵活和高效的平台。我更希望了解的是,通信网络是如何不断演进以适应社会发展的需求,以及未来可能出现的颠覆性技术和应用场景。这本书为我们提供了历史的视角,但如果能更多地展望通信网络的未来发展,会更有前瞻性。

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