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目录

第 1章绪论 ................................................................................................................ 1 

1.1 数字产品 ......................................................................................................... 1 

1.2 数字通信及其基础 ........................................................................................... 6 

1.3 数字通信指南 .................................................................................................. 9 

1.4 术语表 ...........................................................................................................10

第 2章历史回顾 ........................................................................................................12 

2.1 文字的发展 ....................................................................................................12 补充材料 1:语言的发展 .................................................................................14 

2.2 第一个通信网络 .............................................................................................20 

2.3 印刷的发展 ....................................................................................................23 

2.4 报业的诞生 ....................................................................................................28 

2.5 电力和电信系统 .............................................................................................31 

2.5.1光学电报 ..............................................................................................31 

2.5.2电子电报 ..............................................................................................33 

2.6 个人通信的推进 .............................................................................................35 

2.6.1电话 .....................................................................................................35 

2.6.2从留声机到唱片机 ................................................................................37 

2.6.3摄影 .....................................................................................................38 

2.7 无线通信 ——广播和电视 .............................................................................41 

2.7.1无线电电报 ..........................................................................................41 

2.7.2无线电广播 ..........................................................................................42 

2.7.3电影和电影院 .......................................................................................44 

2.7.4电视 .....................................................................................................46 

2.7.5模拟和数字录制方法 ............................................................................48 

2.8 个人计算机的通信及管理 ...............................................................................49 

2.9 互联网和万维网之间不可分割的历史 ..............................................................55 

2.9.1阿帕网 ——一切的起源 .......................................................................55 

2.9.2互联网走进大众生活 ............................................................................58 

2.9.3万维网彻底改变了互联网 .....................................................................59 

2.9.4 Web 2.0和语义网 ——万维网的未来 ...................................................63 

2.10术语表 ..........................................................................................................64

第 3章计算机网络通信基础知识 ................................................................................67 

3.1 基本术语和概念 .............................................................................................67 

3.1.1通信和数据传输 ...................................................................................67 

3.1.2通信系统分类 .......................................................................................70 

数字通信技术 

3.2 计算机网络与分组交换 ...................................................................................73 

3.2.1传统点对点连接 ...................................................................................74 

3.2.2电路交换网络 .......................................................................................74 

3.2.3从电路交换到分组交换 .........................................................................75 

3.2.4分组交换原理 .......................................................................................76 

3.2.5分组交换的优点 ...................................................................................78 

3.2.6报文头 .................................................................................................79 

3.2.7分组交换的缺点 ...................................................................................79 

3.2.8无连接网络服务和面向连接的网络服务 ................................................81 

3.2.9计算机网络服务范式 ............................................................................81 

3.2.10错误检测与校正 .................................................................................83 补充材料 2:错误检测与纠错码 ......................................................................84 

3.3 计算机网络性能指标 ......................................................................................90 

3.3.1用户性能指标 .......................................................................................90 

3.3.2定性的性能准则 ...................................................................................90 

3.3.3服务质量 ..............................................................................................91 补充材料 3:分组交换网络中的延迟 ...............................................................94 

3.4 通信协议 ........................................................................................................97 

3.4.1协议族 .................................................................................................98 

3.4.2层模型 .................................................................................................99 补充材料 4:ISO/OSI分层模型 .................................................................... 102 

3.4.3互联网和 TCP/IP分层模型 ............................................................... 105 

3.4.4协议功能 ............................................................................................ 109 

3.5 术语表 ......................................................................................................... 112

第 4章多媒体数据及其编码 ..................................................................................... 116 

4.1 媒体的多样性和多媒体格式问题 ................................................................... 116 

4.2 信息和编码 .................................................................................................. 118 

4.2.1信息和熵 ............................................................................................ 118 

4.2.2冗余 ——带来的是价值还是浪费 ....................................................... 120 

4.3 文本的数据格式与压缩 ................................................................................. 121 

4.3.1文字编码 ............................................................................................ 121 补充材料 5:统一码标准 ............................................................................... 126 

4.3.2文本压缩 ............................................................................................ 128 补充材料 6:数据压缩的简单算法 ................................................................. 130 

4.4 图形的数据格式与压缩算法 .......................................................................... 132 补充材料 7:什么是颜色 ——颜色和颜色系统 ............................................. 135 

4.4.1图形数据行程长度编码的变量 ............................................................ 140 

4.4.2 LZW-算法 .......................................................................................... 141 

4.4.3 GIF-格式 ............................................................................................ 143 

目录 vii

补充材料 8:GIF文件结构 ........................................................................... 144 

4.4.4 PNG格式 .......................................................................................... 147 

4.4.5 JPEG格式 ......................................................................................... 148 补充材料 9:JPEG压缩和 JPEG文件格式 ................................................... 150 

4.5音频的数据格式与压缩方法 .......................................................................... 159 

4.5.1模拟-数字转换 .................................................................................... 161 

4.5.2无损压缩的音频数据格式 ................................................................... 164 

4.5.3音频压缩 ............................................................................................ 166 

4.5.4 MPEG音频编码 ................................................................................ 171 补充材料 10:MPEG-1音频编码 .................................................................. 173 补充材料 11:MP3文件结构 ........................................................................ 177 

4.5.5其他音频压缩方法 .............................................................................. 183 

4.5.6流媒体技术 ........................................................................................ 185 

4.6视频和动画:数据格式及压缩 ....................................................................... 185 

4.6.1数字化视频编码 ................................................................................. 186 

4.6.2视频信号的压缩 ................................................................................. 190 

4.6.3运动补偿和运动预测 .......................................................................... 193 

4.6.4 MPEG压缩:关键问题 ...................................................................... 194 

4.6.5 MPEG压缩:基本步骤 ...................................................................... 195 

4.6.6 MPEG-2标准 ..................................................................................... 200 补充材料 12:MPEG数据格式 ..................................................................... 203 

4.6.7 MPEG-4标准 ..................................................................................... 208 

4.6.8 MPEG-7标准 ..................................................................................... 215 

4.6.9 MPEG-21标准 ................................................................................... 219 补充材料 13:其他视频格式和压缩方法 ........................................................ 220 

4.7术语表 ......................................................................................................... 223

第 5章数字安全 ...................................................................................................... 229 

5.1计算机网络安全基础 .................................................................................... 229 

5.1.1安全目标 ............................................................................................ 230 

5.1.2加密原理 ............................................................................................ 233 

5.2保密性和加密 ............................................................................................... 236 

5.2.1对称加密算法 ..................................................................................... 236 补充材料 14:历史上简单的加密算法 ............................................................ 236 补充材料 15:数据加密标准 (DES)和高级加密标准 (AES) ............................ 241 

5.2.2非对称加密算法 ................................................................................. 244 补充材料 16:RSA公钥加密算法 .................................................................. 246 

5.2.3身份验证 ............................................................................................ 248 

5.3数字签名 ...................................................................................................... 252 

5.3.1数据完整性和真实性 .......................................................................... 252 

数字通信技术 

5.3.2信息摘要 ............................................................................................ 253 补充材料 17:密码学中的 Hash函数 ............................................................. 255 

5.4公共密钥基础设施和证书 ............................................................................. 260 

5.4.1密钥分发中心 ..................................................................................... 260 

5.4.2数字证书认证机构 .............................................................................. 262 

5.4.3信托模式 ............................................................................................ 264 

5.5术语表 ......................................................................................................... 265 第 6章后记 ............................................................................................................. 270 附录 A人物索引 ...................................................................................................... 277 附录 B缩略语 .......................................................................................................... 295 表格索引 ...................................................................................................................... 301 插图索引 ...................................................................................................................... 302 参考文献 ...................................................................................................................... 306 

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