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前言

译者序

本书是德国波茨坦大学哈索 -普拉特纳研究院 (Hasso Plattner Institute at University of Potsdam,Germany)院长克里斯多夫迈内尔 (Christoph Meinel)教授和高级研究员哈阿德萨克 (Harald Sack)博士合作完成的现代数字化技术三部曲“数字通信”、“互联网络”和“Web技术”中的第一部。本书德文版由德国 Springer出版社出版发行。我们很高兴也很荣幸能够受作者以及清华大学出版社之托将其翻译成简体中文,呈现给大家。

本书详细回顾了数字通信技术发展的历史进程,以及各个阶段的突破性技术及其产生的背景、条件和相关的人物事件。在此基础上,作者全面系统地总结了数字通信技术的基本原理,列举了各种技术的特点和在现实世界里的典型应用。本书内容丰富,涵盖了通信技术的基础知识,数字媒体的多样性,以及各种数字媒体的特点和编码方式,同时对在新的数字世界中出现的安全问题也给出了概述。本书的写作方式也非常独特,多维结构的划分和组织形式,可以让读者在尽可能全面地获取更多知识和内容的同时,也有可能根据个人兴趣和需要很方便地选择相关主题进行更深入的了解。在对许多重要的突破性技术的基本描述之外,作者还补充了大量的技术细节 (补充材料 ),援引经典教材和书籍里对该技术的相关表述,使读者一目了然。每一章之后都附有详细的术语表和可能对读者进一步阅读有帮助的参考文献列表。在本书的最后,作者更是给出了一个完整的人物索引列表,对数字技术发展过程中作出过突出贡献或有重要影响和意义的相关人物给出了简短的介绍和客观的评注。书后附录的缩略词汇表总结和罗列了计算机及通信领域的常用及最新出现的缩略词汇,能够有效消除经常发生的歧义,以帮助读者更为准确地理解和掌握这些缩略词汇及其概念和含义。

本书内容翔实,全面系统,却又简洁明了,清晰易懂,既是一本不可多得的教科书,又可以作为工作学习必备的参考手册。我们相信,除了高校计算机相关专业的教师、学生和科研人员之外,信息和通信领域的广大从业人员,以及有一定基础的非专业人士都能够从本书中获益。虽然书中涉及的有些内容相对比较专业,但语言通俗易懂,描述由浅入深,结构层次清晰,使用了大量的图表,丰富的背景故事和众多的实例分析,不仅能帮助读者理解相关的知识和内容,更会给读者带来全新的感受与体验。

作者之一的克里斯多夫迈内尔 (Christoph Meinel)教授是德国波茨坦大学哈索 -普拉特纳研究院 (HPI)院长,波茨坦大学哈索 -普拉特纳研究院“互联网技术和系统”讲席教授,德国国家科学工程院 (acatech)院士。作为德国计算机科学领域的著名学者,迈内尔教授在德国大学和科研机构有近四十年的相关教学科研经历,成果丰富。他现已出版 13本专著和 3本专业选集,参与编著了数本国际学术论文集,并在国际知名的期刊和会议上发表超过 400篇学术论文。其专著《计算机科学的数学基础》已再版多次,成为德国计算机专业的经典教材。本次 Springer出版社相继出版的这套三部曲,是作者多年来在互联网方向教学和科研成果的一次系统整理,本书德文版已经在作者所在的波茨坦大学哈索 -普拉特纳学院和柏林及勃兰登堡地区许多大学的计算机学院作为信号处理、数据通信和网络安全等课程的教材或参考书使用。与已出版的许多同类书籍相比,本书更具时效性和系统性,概念描述更为简洁准确,更适合作为大中专院校的教材和开发人员的参考手册。

此次呈现给广大读者的这版中文翻译版是我们根据德文原版直接翻译而成的。应该说,

数字通信技术

和大家普遍熟悉的英文版技术类书籍的一个最大区别是,德语对技术和工程描述的遣词造句更为复杂,对于非母语的读者来说很难透彻理解。翻译过程中,我们在保证译文顺利流畅的原则下,尽力做到体现原作精髓,术语一致,并符合当前大家所熟知的中文词汇用法。对于书中大量的图表,我们也重新制作了中文的版本。尽管如此,我们意识到,翻译稿距离完全贴切地体现原版的专业内容和含义还有相当距离,错误遗漏之处请广大读者原谅,并欢迎与我们沟通交流。此外,本书英文版也已顺利完成,成书已于 2014年初与读者见面。读者在使用这本中文翻译版时,可以同时参照德文原版和英文翻译版,会得到更为准确全面的阅读和学习体验。

该书中文版的翻译得到清华大学出版社的大力支持,在此表示衷心的感谢!

程峰季松 2015年 1月,德国波茨坦

前言

那些原本一直被认为是惊叹不已的事物,在今天的日常生活中似乎已经变得习以为常了:旧时,整个人类都梦想着能够拥有一种跨越时间和空间界限的移动性,而这一梦想在最近的 10年间已经在很大程度上得到了实现,这是人类历史上前所未有的。而且,这种发展并不只是意味着单一的物理定律被打破。人类已经在一种无纸化、虚拟的形式中了解到了许多生活中意想不到的事情。这里的无纸化意味着,将事物本身转换成它们数字化的“影子”,即使用 0和 1的形式来描述和编码,这种形式可以通过电磁信号以光的速度被传输,并且能够被任何计算机所接收。计算机和互联网这两种技术的发展实现了如下的功能:计算机提供了平台,在这种平台下事物都是以数字影子的形式存在的,同时这些数字影子能够被重新绘制、加工、链接和存储,而互联网则提供了让这些数字影子几乎可以以光的速度向世界上的任何一个地方传输的可能性,这样这些数字影子就能够在世界另一端的计算机上发挥自己的作用。

事实上,计算机和互联网在人类的历史上只能算是极微小的技术发展,但是却从根本上改变了人类的生活和行为。在经历 19世纪和 20世纪的工业革命后,我们身体的活动功能得到了飞速的提高,汽车、飞机、宇宙飞船等工具极大地扩展了人类的活动半径,而计算机和互联网技术作为数字化革命的驱动力又将我们精神上的流动性提高到了一个以前难以想象的程度,将我们心理活动的半径从身体的限制中解放了出来。如果想将一个人从一个大陆送往另一个大陆,那么即使使用最现代化的交通工具,可能也需要花费几个小时的时间,但是借助于互联网,这种距离几乎在瞬间就可以被缩短成零。情绪、想法和指示可以被立即传递,同时远程的接收方也能够在几秒钟内给出愿望和要求,而这种交流的成本相比较与物理流动却是少得多。

到目前为止,互联网才出现四十多年,万维网也才推出了十几年,基于这些技术还非常的年轻,以及计算机和网络技术迅猛发展的势头不减,可以预见,社会、经济和私人领域通过这种数字化革命还将继续发生变化。因此,看看这些技术发展的幕后故事,了解这些技术的基础知识以及理解诸如互联网和万维网究竟是如何工作的将是很有趣的事情。正好,放到你面前的这本书与本作者的另两本书一起,能够为你展现一个易懂的、全面的、可信赖的、内容翔实的和描述详细的指导。

本书主要讲述的是数字通信的基本原理,同时详细回顾了通信的历史和相应的技术支持。本书涵盖了通信的基础知识,描述了数字媒体的多样性,以及各种数字媒体的特点和编码方式,同时对在新的数字世界中出现的安全问题也给出了概述。书中使用多维结构的划分,可以让读者尽可能方便地了解更多内容,同时选择有兴趣以及需要的主题进行更深入的了解。其中,多维结构的划分指的是,补充了大量技术细节 (补充材料 )、各章的术语表、涉及的索引以及能够提供查找和进一步阅读的参考文献。

在这本书的基础上,稍后还将推出另两本书:《网络技术基础及应用》和《 Web程序设计》,详细介绍互联网和 Web技术的发展和技术细节。例如,当前计算机网络技术、互联网结构中的各个不同的层、 TCP/IP协议族、万维网以及不同的 Web技术,诸如 URL、HTTP、 HTML、CSS、XML、Web编程、搜索引擎、 Web 2.0和语义网,等等。

数字通信技术

我们尽了最大的努力,想让读者在阅读本书的时候能够感受到这种新的数字世界中数字的魅力,为那些勤奋努力的学生提供一本有用并且全面的教科书,为那些经验丰富的专业人员提供一个可靠的参考工具,使读者能够在自己的专业领域更轻松地将数字通信这种庞大的环境更安心地分类。

感谢 Springer出版社的 Hermann Engesser和 Dorothea Glaunsinger对于这本书的信任和以实际行动的支持,还有你们, Ivana和 Anja给予的耐心和宽容,你们付出了无数的周末和节假日,真心感谢你们。 

Christoph Meinel Harald Sack 

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