计算机网络基本原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中理工大学出版社

作者:彭澎

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-3-1

价格:21.00

装帧:

isbn号码:9787560921419

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络原理
• 数据通信
• TCP/IP
• 网络协议
• 网络技术
• 计算机科学
• 通信工程
• 自考
• 考研

好的，这是一本关于高级数据结构与算法设计的图书简介。 --- 图书名称：算法之巅：高级数据结构与复杂性理论精解 内容简介 《算法之巅：高级数据结构与复杂性理论精解》 旨在为计算机科学、软件工程及相关领域的专业人士和高年级学生提供一个深入、严谨且全面的视角，探讨现代计算系统中最核心的构建模块——高效数据组织结构与算法设计范式。本书摒弃了对基础概念（如数组、链表、基本排序等）的冗余叙述，直接聚焦于那些支撑大规模数据处理、高性能计算和前沿系统设计的复杂结构与理论框架。 全书分为六个主要部分，逻辑层层递进，从基础的内存优化结构过渡到理论前沿的不可判定性研究。 第一部分：内存层级的优化数据结构 本部分深入探讨了如何设计和实现能够有效利用现代多级内存层次结构（L1/L2/L3 缓存、主存、磁盘/SSD）的数据结构。核心关注点在于“外部存储”和“缓存感知（Cache-Aware）”的设计哲学。 1. 磁盘与外部存储结构（External Memory Algorithms）： 详细解析了B树及其变体（如B+树、B树）在数据库和文件系统中的关键作用。我们将分析块访问模型的复杂度，并介绍处理海量数据排序（如外部排序 Merge Sort）的I/O复杂度优化技术。此外，重点讲解了Tries在外部存储索引构建中的高效应用，以及如何设计适用于大容量存储的日志结构化文件系统（LFS）的底层结构。 2. 缓存感知数据结构（Cache-Oblivious Structures）： 这是本书区别于传统教材的关键部分。我们探究了如何设计一种算法或数据结构，使其性能对内存块大小和行填充因子等底层硬件参数“不敏感”，从而在不同硬件上均能达到最优性能。重点分析递归/分治策略如何自然地导向缓存最优解，并通过对二叉树结构（如2-3树、B树）的重新审视，揭示其缓存友好性的内在机制。对向量化处理（SIMD）对数据布局的影响也将进行探讨。 第二部分：概率性与动态数据结构 本部分关注那些在处理高并发、流式数据或需要快速近似查询时表现卓越的结构。 3. 概率性数据结构（Probabilistic Data Structures）： 深入剖析了布隆过滤器（Bloom Filters）的理论极限、陷阱和变体（如Cuckoo Filters）。讲解了HyperLogLog在极低内存开销下进行基数估计的数学原理，包括调和平均数的使用。此外，还详细介绍了用于近似最近邻搜索的LSH（局部敏感哈希）家族算法及其在向量数据库中的应用。 4. 动态图算法与流数据处理： 超越静态图算法，本章聚焦于图结构在数据不断变化的场景下的维护问题。介绍了动态连通性查询（如使用Link-Cut Trees或Euler Tour Trees）的维护机制与时间复杂度。对于流数据，我们将探讨Misra-Gries算法和Count-Min Sketch在有限内存下追踪高频元素的有效性。 第三部分：高级几何与空间数据结构 本部分处理在多维空间中进行高效搜索、范围查询和最近邻点定位的问题。 5. 空间划分结构（Spatial Partitioning）： 系统性地介绍了K-D 树、R 树（及其在GIS中的变体如R-Tree）的构建、平衡与查询机制。重点分析了这些结构在处理高维数据（“维度灾难”）时的性能衰减问题，并引入了M-Tree等适用于度量空间（Metric Spaces）的索引技术。 6. 拓扑保持与网格结构： 探讨了四叉树（Quadtrees）和八叉树（Octrees）在计算机图形学、物理模拟和三维重建中的应用。分析了如何通过预处理构建导航网格（Navigational Meshes）来实现高效的路径规划。 第四部分：高级排序与搜索范式 本部分超越传统比较排序，探讨基于特定数据特性或分布式环境的排序方法。 7. 线性时间排序与基数排序的极限： 深入分析基数排序（Radix Sort）在处理大整数和字符串时的并行化潜力，以及其在现代CPU架构上的实际性能考量。对比分析了桶排序（Bucket Sort）在均匀分布假设下的性能优势与依赖性。 8. 分布式排序与并行化挑战： 讨论在MapReduce或Spark等框架下，如何设计高效的全局排序算法，重点关注数据倾斜（Data Skew）对性能的影响，以及优化分区策略的算法技巧。 第五部分：计算复杂性理论的深化 本部分从理论层面审视算法的内在界限，是理解“哪些问题可以高效解决”的基础。 9. NP-完备性与近似算法： 在回顾P与NP的基础上，详细分析了可归约性（Reducibility）的严格定义。重点讲解了如旅行商问题（TSP）、背包问题（Knapsack）等经典NP-完全问题的精确求解困难性。随后，系统介绍了一系列针对这些问题的近似算法设计策略，包括PTAS（多项式时间近似方案）和FPTAS（可充分多项式时间近似方案）的构造方法，并分析其性能保证。 10. 交互式证明系统与随机化复杂性： 介绍了计算复杂性理论的前沿领域，包括IP=PSPACE的结果。探讨了BPP（有界错误概率的多项式时间）与ZPP（有界失败概率的多项式时间）的关系，并以Schwartz-Zippel 引理为例，说明随机化在算法设计中的强大力量。 第六部分：高级算法设计范式与实现 本部分回归工程实践，探讨了解决复杂问题的通用方法论。 11. 动态规划的重构与优化： 超越简单的斐波那契数列，本章专注于解决依赖性更强的DP问题，如背包问题的多维变体、序列比对问题（Sequence Alignment）的先进算法。重点介绍DP 状态压缩技术和凸壳优化（Convex Hull Trick）在优化DP转移方程中的应用。 12. 约束满足与回溯搜索的效率提升： 分析约束规划（Constraint Programming）的基本原理。深入研究如何通过启发式搜索（Heuristics），如最坏约束变量（MRV）和前向检查（Forward Checking），来加速指数级的回溯搜索过程。 --- 目标读者： 具备扎实的离散数学和基础数据结构（如C++ STL或Java Collections）知识的研究生、算法工程师、系统架构师以及希望突破现有算法能力瓶颈的资深开发人员。 本书的每一个章节都配有深刻的理论证明、详尽的伪代码实现，并辅以针对实际工程问题的案例分析，旨在帮助读者真正掌握算法的思维方式，而非仅仅记忆公式。阅读本书，将使您能够自信地应对从内存管理到计算理论边界的各类复杂工程挑战。

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这本书的行文风格，说实话，初看时有些挑战，它不像市面上某些普及读物那样，试图用大量的比喻和生活化的场景来“软化”技术难点。相反，作者采取了一种非常直接、严谨的学术写作态度。每一个公式的推导，每一种算法的阐述，都遵循着无可指摘的逻辑链条，很少有那种“你大概理解一下就行了”的含糊带过。这对于我这种追求知识精确性的读者来说，简直是福音。我尤其欣赏它在阐述诸如TCP三次握手、四次挥手这样的核心概念时，不是简单地罗列步骤，而是深入挖掘其背后的设计哲学——为什么必须是这样设计，而不是另一种方式？这种探究“为什么”的态度，极大地提升了知识的深度，避免了死记硬背。当然，这也意味着读者需要投入更多的时间和精力去消化吸收，它要求你带着批判性的思维去阅读，去验证每一个论断，绝对不是一本可以囫囵吞枣的书籍。

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我在查找关于网络安全基础模块的内容时，对其中对加密和认证机制的描述印象尤为深刻。不同于以往接触的资料将安全部分仅仅视为一个附加章节，这本书似乎将安全性视为网络架构的内在属性，贯穿于每一层协议的讨论之中。比如，它在介绍IP协议时，就顺带提及了早期IPSec协议的局限性以及后续BGP路由安全的重要性，这种上下文关联的处理手法非常高明。它没有将安全问题孤立出来，而是让读者自然而然地意识到，在任何数据传输的环节，安全考量都是不可或缺的一环。这种系统性的视角，让我重新审视了自己过去零散学习的安全知识点，开始构建一个更宏大、更整体的安全防护图景。阅读这部分内容时，我感觉自己不仅仅是在学习技术协议，更像是在参与一场关于“如何设计一个健壮通信系统”的深度研讨会。

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这本书在配图和示例代码的选择上，体现出一种务实主义的倾向。那些示意图，不是那种简单粗暴的方块加箭头，而是细节丰富，能够清晰地揭示数据流向和状态变化的微观过程。例如，在解释数据包在路由器中经过的路径时，图中标注了TTL值的递减、校验和的重新计算等细节，这些正是理论与实践接轨的关键点。更为难得的是，书中穿插的一些小型实验设计和代码片段（虽然不是完整的编程指南），非常精准地指向了理解协议行为的“痛点”。它没有为了追求“大全”而堆砌冗余的C语言代码，而是精炼地展示了关键逻辑的实现思路，足以激发读者动手去验证和修改。这使得这本书的学习体验从纯粹的理论输入，转化成了一种带有动手实践导向的探索过程，极大地增强了学习的有效性和趣味性。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，搭配着简洁的白色字体，立刻给人一种专业而又沉稳的感觉。我翻开扉页时，首先注意到的就是那详尽的目录，结构划分得极其清晰，从最基础的物理层概念到复杂的应用层协议，层层递进，让人感觉作者对整个网络知识体系有着深刻的理解和精心的梳理。特别是看到“拥塞控制的最新进展”那一章节的标题时，我就知道这本书不仅仅停留在老旧的教科书内容上，而是紧跟时代步伐，试图为读者构建一个全面、现代的网络认知框架。虽然我还没来得及细读每一个技术细节，但仅凭这种结构布局和对前沿内容的覆盖，我就能预感到，对于初学者而言，它提供了一个非常坚实可靠的入门路径，而对于有一定基础的人来说，它也像是一张详尽的导航图，能帮助他们快速定位到自己感兴趣或需要深入了解的特定领域。阅读的过程本身就是一种享受，那种被专业知识的井然有序所包围的体验，远胜于那些堆砌着晦涩术语却缺乏逻辑层次的教材。

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我必须承认，这本书在深入讲解高级主题时的难度是显著提升的。特别是关于流量工程和QoS（服务质量）的章节，内容密度简直令人窒息。作者没有回避那些复杂的数学模型和性能分析工具，而是毫不退缩地将它们摊开来讨论。我发现自己不得不频繁地停下来，查阅一些离散数学和概率论的基础知识，才能真正跟上作者的论证思路。这绝非一本能让你在通勤路上轻松翻阅的书籍；它更像是一本需要你备好咖啡和充足时间，沉浸在书桌前，时而皱眉，时而恍然大悟的“硬核”读物。它的价值恰恰在于这种难度，它迫使读者超越表面概念，去理解底层机制的复杂性和优化过程中的权衡取舍。对于那些真正渴望成为网络架构师或资深工程师的人来说，这本书提供的这种挑战，正是他们构建深厚功底所必需的磨砺。

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