世界著名計算機教材精選：數字通信技術 [Digitale Kommuinikation Vernetzen, Multimedia,Sicherheit] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] Christoph Meinel，[德] Harald Sack 著，季鬆，程峰 等 譯

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 信號處理
• 信息論
• 無綫通信
• 多媒體通信
• 網絡安全
• 現代通信
• 計算機教材
• 通信技術

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302371700

版次：1

商品編碼：11623540

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 世界著名計算機教材精選

外文名稱：Digitale Kommuinikation Vernetzen, Multimedia,Sicherheit

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：

編輯推薦

　　（1）敘述瞭數字信息和數字通信技術的基礎知識以及其産生的曆史背景，從史前的洞穴壁畫開始，直到今天的萬維網。
　　（2）係統地描述瞭互聯網的文本、音頻、圖像和視頻信息編碼方法和過程。
　　（3）介紹瞭網絡以及網絡安全技術的基礎知識和應用。
　　（4）集知識性和技術性於一體，既可作為高等院校相關專業的入門教材，也可作為數字通信技術的科普讀物。

內容簡介

　　《世界著名計算機教材精選：數字通信技術》是描述現代數字化技術三部麯中的第一部，簡明扼要地敘述瞭數字信息和數字通信技術的基礎知識以及其産生的曆史背景，包括從史前的洞穴壁畫到今天的萬維網。全書係統地描述瞭互聯網的文本、音頻、圖像和視頻信息編碼方法和過程，此外，還重點介紹瞭網絡以及網絡安全技術的基礎知識和應用。
　　《世界著名計算機教材精選：數字通信技術》集知識性和技術性於一體，不僅可以作為高等院校計算機相關專業本科生進入專業課學習的一本入門教材，也可作為網絡開發人員學習和工作的參考書，還適閤作為對數字通信技術感興趣讀者的科普讀物。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 數字産品
1.2 數字通信及其基礎
1.3 數字通信指南
1.4 術語錶

第2章 曆史迴顧
2.1 文字的發展
補充材料1：語言的發展
2.2 第一個通信網絡
2.3 印刷的發展
2.4 報業的誕生
2.5 電力和電信係統
2.5.1 光學電報
2.5.2 電子電報
2.6 個人通信的推進
2.6.1 電話
2.6.2 從留聲機到唱片機
2.6.3 攝影
2.7 無綫通信 ——廣播和電視
2.7.1 無綫電電報
2.7.2 無綫電廣播
2.7.3 電影和電影院
2.7.4 電視
2.7.5 模擬和數字錄製方法
2.8 個人計算機的通信及管理
2.9 互聯網和萬維網之間不可分割的曆史
2.9.1 阿帕網 ——一切的起源
2.9.2 互聯網走進大眾生活
2.9.3 萬維網徹底改變瞭互聯網
2.9.4 Web 2.0和語義網 ——萬維網的未來
2.10 術語錶

第3章 計算機網絡通信基礎知識
3.1 基本術語和概念
3.1.1 通信和數據傳輸
3.1.2 通信係統分類
3.2 計算機網絡與分組交換
3.2.1 傳統點對點連接
3.2.2 電路交換網絡
3.2.3 從電路交換到分組交換
3.2.4 分組交換原理
3.2.5 分組交換的優點
3.2.6 報文頭
3.2.7 分組交換的缺點
3.2.8 無連接網絡服務和麵嚮連接的網絡服務
3.2.9 計算機網絡服務範式
3.2.10 錯誤檢測與校正
補充材料2：錯誤檢測與糾錯碼
3.3 計算機網絡性能指標
3.3.1 用戶性能指標
3.3.2 定性的性能準則
3.3.3 服務質量
補充材料3：分組交換網絡中的延遲
3.4 通信協議
3.4.1 協議族
3.4.2 層模型
補充材料4：ISO/OSI分層模型
3.4.3 互聯網和 TCP/IP分層模型
3.4.4 協議功能
3.5 術語錶

第4章 多媒體數據及其編碼
4.1 媒體的多樣性和多媒體格式問題
4.2 信息和編碼
4.2.1 信息和熵
4.2.2 冗餘——帶來的是價值還是浪費
4.3 文本的數據格式與壓縮
4.3.1 文字編碼
補充材料5：統一碼標準
4.3.2 文本壓縮
補充材料6：數據壓縮的簡單算法
4.4 圖形的數據格式與壓縮算法
補充材料7：什麼是顔色——顔色和顔色係統
4.4.1 圖形數據行程長度編碼的變量
4.4.2 LZW-算法
4.4.3 GIF-格式
補充材料8：GIF文件結構
4.4.4 PNG格式
4.4.5 JPEG格式
補充材料9：JPEG壓縮和JPEG文件格式
4.5 音頻的數據格式與壓縮方法
4.5.1 模擬-數字轉換
4.5.2 無損壓縮的音頻數據格式
4.5.3 音頻壓縮
4.5.4 MPEG音頻編碼
補充材料10：MPEG-1音頻編碼
補充材料11：MP3文件結構
4.5.5 其他音頻壓縮方法
4.5.6 流媒體技術
4.6 視頻和動畫：數據格式及壓縮
4.6.1 數字化視頻編碼
4.6.2 視頻信號的壓縮
4.6.3 運動補償和運動預測
4.6.4 MPEG壓縮：關鍵問題
4.6.5 MPEG壓縮：基本步驟
4.6.6 MPEG-2標準
補充材料12：MPEG數據格式
4.6.7 MPEG-4標準
4.6.8 MPEG-7標準
4.6.9 MPEG-21標準
補充材料13：其他視頻格式和壓縮方法
4.7 術語錶

第5章 數字安全
5.1 計算機網絡安全基礎
5.1.1 安全目標
5.1.2 加密原理
5.2 保密性和加密
5.2.1 對稱加密算法
補充材料14：曆史上簡單的加密算法
補充材料15：數據加密標準(DES)和高級加密標準(AES)
5.2.2 非對稱加密算法
補充材料16：RSA公鑰加密算法
5.2.3 身份驗證
5.3 數字簽名
5.3.1 數據完整性和真實性
5.3.2 信息摘要
補充材料17：密碼學中的Hash函數
5.4 公共密鑰基礎設施和證書
5.4.1 密鑰分發中心
5.4.2 數字證書認證機構
5.4.3 信托模式
5.5 術語錶

第6章 後記
附錄A 人物索引
附錄B 縮略語
錶格索引
插圖索引
參考文獻

前言/序言

　　那些原本一直被認為是驚嘆不已的事物，在今天的日常生活中似乎已經變得習以為常瞭：舊時，整個人類都夢想著能夠擁有一種跨越時間和空間界限的移動性，而這一夢想在最近的 10年間已經在很大程度上得到瞭實現，這是人類曆史上前所未有的。而且，這種發展並不隻是意味著單一的物理定律被打破。人類已經在一種無紙化、虛擬的形式中瞭解到瞭許多生活中意想不到的事情。這裏的無紙化意味著，將事物本身轉換成它們數字化的“影子”，即使用 0和 1的形式來描述和編碼，這種形式可以通過電磁信號以光的速度被傳輸，並且能夠被任何計算機所接收。計算機和互聯網這兩種技術的發展實現瞭如下的功能：計算機提供瞭平颱，在這種平颱下事物都是以數字影子的形式存在的，同時這些數字影子能夠被重新繪製、加工、鏈接和存儲，而互聯網則提供瞭讓這些數字影子幾乎可以以光的速度嚮世界上的任何一個地方傳輸的可能性，這樣這些數字影子就能夠在世界另一端的計算機上發揮自己的作用。
　　事實上，計算機和互聯網在人類的曆史上隻能算是極微小的技術發展，但是卻從根本上改變瞭人類的生活和行為。在經曆 19世紀和 20世紀的工業革命後，我們身體的活動功能得到瞭飛速的提高，汽車、飛機、宇宙飛船等工具極大地擴展瞭人類的活動半徑，而計算機和互聯網技術作為數字化革命的驅動力又將我們精神上的流動性提高到瞭一個以前難以想象的程度，將我們心理活動的半徑從身體的限製中解放瞭齣來。如果想將一個人從一個大陸送往另一個大陸，那麼即使使用最現代化的交通工具，可能也需要花費幾個小時的時間，但是藉助於互聯網，這種距離幾乎在瞬間就可以被縮短成零。情緒、想法和指示可以被立即傳遞，同時遠程的接收方也能夠在幾秒鍾內給齣願望和要求，而這種交流的成本相比較與物理流動卻是少得多。
　　到目前為止，互聯網纔齣現四十多年，萬維網也纔推齣瞭十幾年，基於這些技術還非常的年輕，以及計算機和網絡技術迅猛發展的勢頭不減，可以預見，社會、經濟和私人領域通過這種數字化革命還將繼續發生變化。因此，看看這些技術發展的幕後故事，瞭解這些技術的基礎知識以及理解諸如互聯網和萬維網究竟是如何工作的將是很有趣的事情。正好，放到你麵前的這本書與本作者的另兩本書一起，能夠為你展現一個易懂的、全麵的、可信賴的、內容翔實的和描述詳細的指導。
　　本書主要講述的是數字通信的基本原理，同時詳細迴顧瞭通信的曆史和相應的技術支持。本書涵蓋瞭通信的基礎知識，描述瞭數字媒體的多樣性，以及各種數字媒體的特點和編碼方式，同時對在新的數字世界中齣現的安全問題也給齣瞭概述。書中使用多維結構的劃分，可以讓讀者盡可能方便地瞭解更多內容，同時選擇有興趣以及需要的主題進行更深入的瞭解。其中，多維結構的劃分指的是，補充瞭大量技術細節 (補充材料 )、各章的術語錶、涉及的索引以及能夠提供查找和進一步閱讀的參考文獻。
　　在這本書的基礎上，稍後還將推齣另兩本書：《網絡技術基礎及應用》和《 Web程序設計》，詳細介紹互聯網和 Web技術的發展和技術細節。例如，當前計算機網絡技術、互聯網結構中的各個不同的層、 TCP/IP協議族、萬維網以及不同的 Web技術，諸如 URL、HTTP、 HTML、CSS、XML、Web編程、搜索引擎、 Web 2.0和語義網，等等。
　　數字通信技術
　　我們盡瞭最大的努力，想讓讀者在閱讀本書的時候能夠感受到這種新的數字世界中數字的魅力，為那些勤奮努力的學生提供一本有用並且全麵的教科書，為那些經驗豐富的專業人員提供一個可靠的參考工具，使讀者能夠在自己的專業領域更輕鬆地將數字通信這種龐大的環境更安心地分類。
　　感謝 Springer齣版社的 Hermann Engesser和 Dorothea Glaunsinger對於這本書的信任和以實際行動的支持，還有你們， Ivana和 Anja給予的耐心和寬容，你們付齣瞭無數的周末和節假日，真心感謝你們。
　　Christoph Meinel Harald Sack

數字通信的基石：探索信息傳遞的奧秘與未來 當今世界，信息如同血液般流淌，連接著我們與遠方的親友，驅動著經濟的運轉，塑造著社會的形態。而數字通信技術，正是這場信息洪流的強大引擎。它將二進製的比特流轉化為聲音、圖像、文字，跨越時空，實現前所未有的便捷與高效。本書將帶領讀者深入數字通信的腹地，從基本原理齣發，逐層揭示其內在的精妙與技術的力量，並展望其在互聯互通、多媒體交互以及信息安全領域的光輝前景。 第一章：數字通信的原理基礎 數字通信的核心在於將模擬信息轉化為數字信號，並進行高效、可靠的傳輸。本章將從信息論的經典概念入手，深入剖析信息、噪聲、帶寬等基本要素。我們將探討編碼與解碼的藝術，理解如何將原始數據轉化為易於處理的數字序列，以及如何在接收端準確地還原原始信息。對於數字信號的錶示，例如采樣、量化和編碼，我們將進行詳細闡述，揭示其背後的數學原理和技術實現。此外，本章還將介紹數字通信係統中至關重要的信道模型，例如加性高斯白噪聲信道，並分析不同信道特性對信號傳輸的影響。通過對這些基礎知識的深入理解，讀者將為後續更復雜的數字通信技術打下堅實的基礎。 第二章：信源編碼與數據壓縮 為瞭在有限的傳輸帶寬內傳遞更多信息，並降低存儲成本，信源編碼技術應運而生。本章將重點介紹如何有效地壓縮數字信息，使其在保持必要信息量的同時，大幅減小數據體積。我們將詳細講解無損壓縮和有損壓縮兩種主要策略。在無損壓縮方麵，霍夫曼編碼、算術編碼以及LZ係列算法（如LZ77, LZ78, LZW）的原理與應用將得到深入剖析，這些技術在文本壓縮、文件歸檔等領域發揮著至關重要的作用。在有損壓縮方麵，我們將探討感知編碼的思想，以及其在圖像、音頻和視頻壓縮中的應用。例如，JPEG、MP3、MPEG係列標準的壓縮原理，都將是本章的重點內容。通過本章的學習，讀者將理解數據壓縮的內在邏輯，並能辨析不同壓縮算法的優劣及其適用場景。 第三章：信道編碼與差錯控製 在數字信號傳輸過程中，噪聲和乾擾不可避免地會引入錯誤。信道編碼技術，也稱為差錯控製編碼，旨在增加信號的冗餘度，使得接收端能夠檢測並糾正傳輸過程中齣現的錯誤，從而提高通信的可靠性。本章將深入探討各種經典的信道編碼方案。我們將從綫性分組碼開始，詳細講解漢明碼、循環碼等編碼的構造與譯碼方法。隨後，我們將轉嚮更強大的捲積碼，分析其編碼過程和維特比譯碼算法，這一算法在現代通信係統中仍占據重要地位。此外，我們將介紹Turbo碼和LDPC碼等現代高性能的信道編碼技術，它們在3G、4G、5G等無綫通信標準中發揮著核心作用，極大地提升瞭數據傳輸的可靠性。本章的學習將使讀者深刻理解差錯控製在數字通信中的關鍵作用，以及不同編碼技術在性能與復雜度上的權衡。 第四章：數字調製與解調 數字調製是將數字信號映射到模擬載波信號上的過程，以便在通信信道中進行傳輸。數字解調則是接收端從接收到的模擬信號中恢復齣原始數字信號的過程。本章將係統地介紹各種主流的數字調製技術。我們將從基本的幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）和相位鍵控（PSK）講起，逐步深入到更復雜的正交幅度調製（QAM）技術，例如16-QAM、64-QAM等。我們將分析不同調製方案的頻譜效率、抗噪聲性能以及復雜度，並探討它們在不同應用場景下的選擇依據。例如，在無綫通信中，QAM因其高頻譜效率而得到廣泛應用。此外，本章還將介紹最優解調器的概念，並講解如何通過匹配濾波器等技術來最大程度地降低誤碼率。 第五章：多路復用技術與多址接入 在有限的通信資源下，如何讓多個用戶或多個信息流同時共享同一通信鏈路，是數字通信麵臨的另一項重要挑戰。本章將聚焦於多路復用技術和多址接入技術，它們是實現高效資源利用的關鍵。我們將詳細介紹四種基本的多路復用技術：頻分多路復用（FDM）、時分多路復用（TDM）、碼分多路復用（CDM）以及波分多路復用（WDM）。我們將分析它們的原理、優缺點以及應用範圍。在多址接入方麵，我們將探討時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及正交頻分多址（OFDMA）等技術。特彆是OFDMA，作為4G和5G移動通信的核心技術，其高效的資源分配機製將得到重點講解。通過本章的學習，讀者將理解如何通過巧妙的技術組閤，實現大規模用戶的高效通信。 第六章：數字通信係統的架構與組成 一個完整的數字通信係統是一個復雜而精密的工程，由多個相互協作的子係統構成。本章將從整體視角齣發，描繪數字通信係統的典型架構。我們將分解介紹發送端和接收端的主要組成部分，包括信源、信源編碼器、信道編碼器、調製器、天綫、接收機（包括放大器、濾波器、解調器）、信道解碼器、信源解碼器和信宿。我們將深入探討每個模塊的功能及其在整個係統中的作用。此外，本章還將介紹不同通信係統模型，例如點對點通信、廣播通信以及多址通信，並分析它們在實際應用中的典型場景。 第七章：移動通信技術 移動通信技術是數字通信在個人通信領域最廣泛、最深入的應用之一。本章將聚焦於移動通信的核心技術。我們將追溯移動通信的發展曆程，從第一代模擬移動通信到如今的第五代5G。我們將詳細介紹蜂窩網絡的工作原理，包括基站、切換、小區覆蓋等關鍵概念。我們將深入剖析2G（GSM）、3G（WCDMA/CDMA2000）、4G（LTE）以及5G的關鍵技術，例如OFDM/OFDMA、MIMO（多輸入多輸齣）、波束賦形、網絡切片等。我們將分析這些技術如何解決移動通信中的帶寬、容量、時延和功耗等挑戰。通過本章，讀者將對我們日常使用的手機通信技術有更深刻的認識。 第八章：互聯網與網絡協議 互聯網是數字通信技術最輝煌的成就之一，它將全球的計算機連接成一個巨大的信息網絡。本章將深入探討互聯網的構建基石——網絡協議。我們將首先介紹TCP/IP協議族，這是互聯網通信的核心。我們將詳細講解TCP（傳輸控製協議）和IP（網際協議）的工作原理，包括三次握 hand、四次揮手、IP地址分配、路由選擇等。此外，我們還將介紹應用層協議，例如HTTP（超文本傳輸協議）、FTP（文件傳輸協議）、SMTP（簡單郵件傳輸協議）以及DNS（域名係統）等。通過本章的學習，讀者將理解數據如何在互聯網上高效、可靠地傳輸，以及各種應用如何依托這些協議進行通信。 第九章：多媒體通信 隨著數字技術的發展，多媒體內容（如高清視頻、音頻、圖像）的傳輸與交互變得越來越重要。本章將探討多媒體通信的關鍵技術。我們將分析用於視頻和音頻壓縮的先進編碼標準，例如H.264/AVC、H.265/HEVC以及AAC、Opus等。我們將探討實時通信（如VoIP、視頻會議）的技術挑戰，包括延遲、抖動和丟包的管理。此外，本章還將介紹流媒體技術，以及如何通過內容分發網絡（CDN）來保證用戶獲得流暢的多媒體體驗。 第十章：信息安全在數字通信中的應用 信息安全是數字通信領域不可或缺的一環。在信息高度互聯的時代，保護通信內容的機密性、完整性和可用性至關重要。本章將聚焦於信息安全在數字通信中的應用。我們將介紹加密技術，包括對稱加密（如AES）和非對稱加密（如RSA），以及它們在保護數據傳輸中的作用。我們將探討數字簽名技術，它用於驗證信息的來源和完整性。此外，本章還將涉及身份認證、訪問控製以及安全協議（如TLS/SSL）等概念，它們共同構築瞭數字通信的安全屏障。 第十一章：未來展望與新興技術 數字通信技術的發展從未止步，總有新的突破和方嚮引領著行業的演進。本章將放眼未來，探討數字通信領域的最新趨勢和新興技術。我們將討論6G通信的潛在技術方嚮，包括太赫茲通信、人工智能賦能的網絡、空天地一體化通信等。我們將分析物聯網（IoT）通信的特點和挑戰，以及LPWAN（低功耗廣域網）等技術的應用。此外，我們還將探討區塊鏈在通信安全、身份驗證和去中心化通信方麵的潛力。通過對這些前沿領域的探討，讀者將對數字通信技術的未來發展方嚮有一個宏觀的認識，並激發對該領域更深層次的探索欲望。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，一股濃鬱的學術氣息撲麵而來，讓我立刻感受到它是一部經過精心打磨的學術著作。書中的語言風格嚴謹而精確，每一個術語的定義都力求準確無誤，這對於我這種需要嚴謹治學的人來說，簡直是如獲至寶。我尤其欣賞作者在闡述復雜理論時所展現齣的清晰邏輯和深入淺齣的能力。盡管我還沒有機會深入到每一章節的具體內容，但僅從其開篇的引言和目錄結構來看，就能推測齣作者對於數字通信技術的研究有著非常深刻的洞察。我期待書中能夠詳細介紹各種數字調製解調技術，並分析它們在不同通信場景下的優劣。同時，我也對書中可能涉及到的信道編碼、多址技術等內容充滿好奇，希望能夠通過這本書，係統地掌握這些核心技術，為我日後的學術研究或工程實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓我眼前一亮，相當有質感。我尤其喜歡封麵那沉靜而富有科技感的配色，以及字體排版的巧妙運用，給人一種專業又不失現代氣息的感覺。拿在手裏，分量適中，紙張的觸感也很好，印刷清晰，細節處理到位，即使是目錄頁和索引頁，也做得一絲不苟，這無疑為閱讀體驗打下瞭良好的基礎。在翻閱過程中，我發現書中穿插的一些圖錶設計也相當齣色，邏輯清晰，視覺效果直觀，能夠有效地輔助理解抽象的概念。作者在內容呈現上，似乎也考慮到瞭不同讀者的需求，雖然我還沒有深入到技術細節，但從其整體編排來看，應該能夠滿足從入門到進階的廣泛讀者群。我個人對這類書籍的排版和設計一直比較挑剔，但這本書在這方麵確實給瞭我驚喜，它讓我感受到齣版者在細節上的用心，也讓我對接下來的閱讀內容充滿瞭期待。我相信，一本優秀的圖書，其外在的品質同樣重要，它能夠傳遞齣內容本身的價值和作者的嚴謹態度。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最近對一些計算機領域的熱點話題非常感興趣，尤其是那些能夠直接影響我們日常生活方方麵麵的技術。數字通信技術絕對是其中最顯眼的一個。我一直在想，為什麼我們的手機信號越來越好，網絡速度越來越快？為什麼我們可以隨時隨地進行高清視頻通話，享受流暢的多媒體體驗？更重要的是，在這個信息爆炸的時代，我們的數據和隱私又該如何得到保障？這些問題一直縈繞在我腦海中。我希望找到一本能夠深入淺齣地解答這些疑問的書，它不僅要講解技術原理，更要能展現這些技術是如何被應用到實際生活中，以及它們可能帶來的未來發展趨勢。一本真正優秀的計算機教材，應該能夠激發讀者的求知欲，並引領他們探索更廣闊的知識領域，我期待這本書能夠做到這一點。

評分☆☆☆☆☆

我一直對科技如何改變我們的生活充滿熱情，而數字通信技術無疑是這場變革中最核心的驅動力之一。從即時通訊到高清視頻流，再到我們如今無處不在的物聯網設備，這一切的背後都離不開數字通信的飛速發展。我希望閱讀一本能夠讓我深入瞭解這一切是如何實現的圖書。我特彆想知道，在高速增長的數據流量背後，究竟有哪些技術在支撐著如此龐大的網絡體係？多媒體通信又是如何在保障用戶體驗的同時，實現高效傳輸的？還有，隨著網絡攻擊的日益復雜，數字通信的安全問題也愈發凸顯，我渴望瞭解書中能夠提供哪些關於網絡安全防護的先進理念和技術手段。這本書的齣現，讓我看到瞭一個能夠全麵解答我心中疑問的窗口，它將幫助我更好地理解我們所處的這個高度互聯的數字世界。

評分☆☆☆☆☆

我最近對學習一些更前沿的計算機技術産生瞭濃厚的興趣，尤其是在數字通信領域。我一直在尋找一本能夠係統性地梳理這個龐大知識體係的書籍。市麵上相關的書籍不少，但很多要麼過於理論化，要麼過於淺顯，很難找到那種既有深度又能與實際應用接軌的。我希望能找到一本能夠真正幫助我理解數字通信背後原理，同時又能觸及到一些最新的發展趨勢的書。比如，我特彆想瞭解在5G甚至6G時代，數據傳輸的效率和質量是如何得到保障的，以及在多媒體通信中，如何實現低延遲、高清晰度的體驗。另外，網絡安全也是我關注的重點，我希望書中能夠探討在數字通信過程中，如何構建更加堅固的安全防綫，保護用戶數據的隱私和安全。能夠找到一本這樣內容全麵、深度適中的教材，對我而言意義重大，它將是我在數字通信領域學習道路上重要的指引。