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出版者:中国水利水电

作者:刘艳伟

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:2007-9

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787508448923

丛书系列:

图书标签:

• 局域网
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科技前沿探索：下一代计算范式与量子信息技术深度解析 本书旨在为对信息科学领域具有深入探索精神的专业人士、高级研究人员以及科技政策制定者，提供一份关于当前计算技术革命前沿、特别是量子信息科学的系统性、批判性综述与展望。它避开了基础硬件构建和日常网络配置等实用性操作层面的内容，专注于理论基础的突破、新兴计算范式的哲学意涵及其潜在的技术颠覆性。 第一部分：后摩尔时代的计算瓶颈与理论转型 本书首先对当前经典计算体系所面临的物理极限和热力学挑战进行了深入剖析。 1.1 冯·诺依曼架构的内在约束与未来挑战 我们详细考察了存储墙、功耗墙等长期困扰高性能计算（HPC）发展的核心瓶颈。内容涵盖了对晶体管尺寸极限的物理学论证，以及当前主流处理器设计中数据移动效率低下的根源分析。在此基础上，本书探讨了超越传统内存层级结构的新型存储技术（如电阻式随机存取存储器 RRAM、相变存储器 PCM）在解决能效问题上的潜力与局限，并从信息论角度审视了计算过程中的信息熵增问题。 1.2 新型计算模型：从生物启发到模糊逻辑 本章超越了传统的图灵机模型，重点关注了非传统的计算范式如何应对复杂性科学中的“棘手问题”。 DNA计算与分子计算的理论基础： 深入探讨了利用生物分子自组装特性进行并行计算的数学框架。内容包括对大规模并行搜索问题的集合论建模，以及如何设计可自我修正的分子逻辑门。这部分内容侧重于生物化学过程如何被抽象为可计算的规则集，而非具体的实验操作指南。 类脑计算（Neuromorphic Computing）的架构与算法： 分析了脉冲神经网络（SNNs）在事件驱动计算上的优势。重点讨论了如何通过改进的尖峰时间依赖可塑性（STDP）学习规则，在忆阻器网络中实现高效的模式识别，以及该范式对传统反向传播算法的哲学挑战。 量子启发式算法的数学结构： 虽然本书不涉及量子硬件细节，但会详尽分析量子力学原理如何启发了经典算法的改进，例如量子启发式退火（Quantum-Inspired Annealing）在组合优化问题中的应用，及其与经典模拟退火的根本区别。 第二部分：量子信息科学的数学与物理基石 本部分是全书的核心，致力于构建读者对量子计算和量子信息领域的精确、严谨的理论认知框架。 2.1 希尔伯特空间与量子态的表征 本书严格界定了量子信息科学所依赖的数学工具。内容包括： 复向量空间与张量积： 详细阐述了多量子比特系统的态空间如何通过张量积构建，以及如何使用狄拉克符号（Bra-Ket Notation）进行精确的数学描述。 密度矩阵与量子混合态： 解释了如何在非理想或开放系统中，使用密度算符描述量子态的混合性，并探讨了混合态与纠缠态的区分标准，特别是关于可分离性的判断。 测量理论的数学悖论： 从公理化角度审视了波恩定则（Born Rule）的地位，并探讨了投影公设（Projection Postulate）在量子力学解释中的核心地位及其引发的哲学争议。 2.2 量子信息处理的基本操作 本章聚焦于对量子信息的操纵工具，完全从数学和代数层面进行探讨。 酉变换与量子门阵列： 阐述了量子计算的本质——可逆的幺正变换。详尽分析了单比特门（如泡利矩阵、Hadamard门）和多比特门（如CNOT、Toffoli门）的酉矩阵表示，并讨论了通用量子门集的完备性证明。 量子纠缠的量化与度量： 深入探讨了纠缠作为一种物理资源的重要性。内容涵盖了纠缠熵（Entanglement Entropy）、纠缠见证（Entanglement Witness）的定义及其在判断系统是否处于纯态或混合态中的应用。 量子信息论的核心定理： 严格推导了不可克隆定理（No-Cloning Theorem）的数学证明及其对信息安全传输的深刻影响，并探讨了安全量子态传输的理论基础。 第三部分：量子算法的理论突破与影响 本部分侧重于理解现有关键量子算法的内在逻辑和它们对计算复杂度的重塑。 3.1 核心量子算法的复杂性分析 Shor算法的数论基础： 剖析了该算法如何利用量子傅里叶变换（QFT）加速周期查找问题，并详细解释了其对经典数论（如模幂运算）的颠覆性意义，侧重于算法的结构而非具体编程实现。 Grover搜索算法的平方加速机制： 探讨了振幅放大（Amplitude Amplification）的迭代过程，并从几何角度解释了搜索向量如何在希尔伯特空间中被有效地“旋转”至目标态，分析其相对于经典搜索的平均复杂度提升。 3.2 量子模拟与材料科学的理论前沿 本书探讨了量子计算机如何解决经典计算机无法处理的分子和材料的电子结构问题。 变分量子本征求解器（VQE）的变分原理： 分析了VQE作为混合量子-经典算法，如何利用量子态的制备和测量，结合经典优化器来逼近哈密顿量的基态能量，这是一种理论上处理费米子系统的有效路径。 量子化学计算的局限性： 讨论了对复杂分子系统进行精确模拟时，采样误差、相干时间限制等对当前模拟精度的制约，以及理论物理学家如何通过改进哈密顿量近似来应对这些挑战。 第四部分：量子通信与信息安全革命 本章关注信息安全领域因量子技术而发生的范式转移。 4.1 量子密钥分发（QKD）的安全性基础 BB84协议的安全性论证： 侧重于该协议如何利用量子力学的基本原理（如不确定性原理）来保证窃听者（Eve）的行为必然留下可被察觉的痕迹，并讨论了基于诱骗态（Decoy State）协议来抵抗光子数分离攻击（PNS Attack）的数学模型。 后量子密码学（PQC）的数学对策： 鉴于量子计算机对现有公钥基础设施的威胁，本章详细分析了基于格理论（Lattice-based Cryptography）、基于编码理论（Code-based Cryptography）和基于多元多项式（Multivariate Polynomial Cryptography）的抗量子攻击方案的数学难题。这些方案的安全性完全建立在当前已知NP难问题的变种之上。 总结与展望 本书最后部分是对未来十年计算科学可能走向的哲学思辨。它探讨了通用量子计算的实现路径中尚未被解决的基础物理学问题，以及当量子霸权成为现实后，对社会结构、经济模型和科学研究范式可能产生的深远影响，旨在引导读者进行更高层次的战略思考，而非停留在技术实现的层面。本书是一部面向理论深度和前沿趋势的思考指南。

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书中对于“小型公司”场景的理解，显得非常狭隘和片面。作者似乎将“小型公司”等同于一个拥有三五个员工的家庭办公室，对小型企业在数据合规性、集中管理需求、权限划分和备份恢复策略上的复杂性完全没有触及。例如，在权限管理章节，它仅仅教了如何设置一个全局管理员密码，对于基于角色的访问控制（RBAC）或者隔离访客网络与内部资源的需求，只字未提。一个稍微有点规模的小型企业，必然涉及到数据备份的自动化、日志的审计和监控，以及防止内部人员误操作的防护措施。这本书里，这些重要的企业级管理要素被完全忽略了，仿佛网络管理就是搭好设备、让设备跑起来就万事大吉了。这种低级的理解，使得这本书在指导实际企业网络建设时，几乎起不到任何实质性的帮助。

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这本书的封面设计真是一言难尽，一股浓浓的“上世纪末技术手册”的味道扑面而来，字体选择和排版都透着一股陈旧感，完全没有现在市面上那些设计精美的IT书籍的时尚感。我原本是抱着一线希望，以为内容上能有什么惊喜，毕竟“速查手册”听起来还算实用。然而，当我翻开目录时，那种期待感瞬间就降到了冰点。目录的层级划分极其混乱，很多明明是基础概念的地方被放在了非常靠后的章节，而一些非常细枝末节的操作却被放在了显眼的位置。这种编排逻辑，完全不符合一个初学者从零开始建立认知的需求，更别提是用来“速查”了。一个好的速查手册，其结构应该是清晰、逻辑严密的，能够让人在最短时间内定位到所需信息。这本书的结构仿佛是把各种零散的技术文档胡乱堆砌在一起，让人在查找特定问题的过程中，反而要经历一场艰难的“寻宝之旅”。尤其是在涉及网络拓扑结构和设备选型对比时，完全没有给出任何现代化的视角，更不用提现在主流的云网融合概念了，感觉作者的知识体系还停留在拨号上网的时代。

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这本书的语言风格，简直是一场灾难。它充斥着大量晦涩难懂的专业术语，却没有提供足够的、易于理解的解释和背景铺垫。很多关键点的描述，仿佛是直接从某份古老的设备说明书中复制粘贴过来的，生硬、僵化，缺乏人情味。举个例子，在讲解子网划分（Subnetting）时，作者直接抛出了一堆复杂的二进制计算公式，却几乎没有通过一个生动的、与家庭或小型公司场景相关的实际案例来辅助说明。一个合格的技术普及读物，应该像一位耐心的老师，循序渐进地引导读者理解复杂概念。这本书给我的感觉，更像是一个知识的搬运工，把一堆知识堆在你面前，然后甩手不管。我试着带着我的非技术背景的同事去参考其中的某一章，结果他看了不到十分钟就放弃了，直呼“读天书”。阅读体验极差，完全不适合那些希望通过阅读来真正掌握网络基础知识的非专业人士。

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从“速查”的角度来看，这本书的检索效率低得惊人。一本好的速查手册应该像一把锋利的瑞士军刀，任何工具都能迅速找到。然而，这本书的索引部分做得极其粗糙，很多核心概念没有被收录在索引中，或者索引指向的页码是错误的。更糟糕的是，即便你找到了相关的章节，内容组织也极其松散，缺乏清晰的“问题-解决方案”结构。例如，当你遇到“DHCP租约冲突”时，你希望快速找到一个排错步骤清单，这本书却可能需要你翻阅好几个不相关的章节，拼凑着去理解问题可能出在哪里。这种“大海捞针”式的查找体验，彻底违背了“速查”的初衷。如果我需要花费比直接去网上搜索更多的时间来定位一个问题，那么这本书的工具价值就为零了，甚至可以说是负值，因为它浪费了我的时间。

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内容的时效性，是这本书最致命的短板。在网络技术日新月异的今天，一本关于“建设与管理”的手册如果不能跟上时代的发展，那就失去了最基本的价值。这本书中提到的许多配置命令和推荐的硬件标准，我严重怀疑它们是否还能在2024年的主流设备上顺利运行。例如，它似乎对最新的无线安全协议（如WPA3）只是一笔带过，而对已经过时的加密方式却大费周章地进行了详细的操作步骤描述，这简直是误导。在讨论虚拟化和远程访问时，书中似乎对Docker、Kubernetes或者哪怕是现代VPN解决方案（如WireGuard）的提及少得可怜，更多的是基于一些老旧的PPTP或L2TP的描述，让人感到恐慌，谁还敢用这些不安全的协议来管理自己的“公司”网络？购买一本技术手册，图的就是实用和前沿，这本书在这两方面都表现得极其令人失望。

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