餘數係統原理與在高速數字信號處理中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍劍浩，馬上 著

圖書標籤:

• 餘數係統
• 數字信號處理
• 高速信號處理
• 模運算
• 計算機算術
• 編碼理論
• 低功耗設計
• 硬件實現
• 通信係統
• 信息處理

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030339454

商品編碼：29732013110

包裝：平裝

齣版時間：2012-04-01

基本信息

書名:餘數係統原理與在高速數字信號處理中的應用

定價：50.00元

售價：34.0元,便宜16.0元,摺扣68

作者:鬍劍浩、馬上

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-04-01

ISBN：9787030339454

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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《餘數係統原理與在高速數字信號處理中的應用》由鬍劍浩、馬上所著，本書是在這些研究工作的基礎上，由全體參研人員共同完成的，主要涉及以下幾個方麵的內容：①餘數係統的理論基礎，作者通過研究工作發現從近世代數的角度可以更好、更係統的描述餘數係統的屬性和基本原理，同時也可以更好地為餘數係統與傳統二進製係統建立對應聯係。②餘數係統在數字集成電路應用中的關鍵技術，包括餘數係統的基本運算單元、前嚮轉換和後嚮轉換，還包括在數字信號處理係統必不可少的縮放技術和檢測技術。③餘數係統在通信信號處理中的應用實例，包括單元電路，如FIR濾波器、FFT、變換模塊等，也包括係統設計，如．MIMO-OFDM接收機設計。作者希望通過本書，將餘數係統在數字集成電路中應用的思路、方法介紹給廣大讀者，共同推動相關技術的發展。

內容提要

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現代通信和信號處理係統，特彆是移動、機載和星載設備日益增加的復雜度對數字信號處理芯片在速度和功耗上的要求越來越高。利用餘數係統的並行數字錶徵及運算，即利用並行獨立的簡單運算單元代替傳統的單次復雜運算以簡化運算復雜度並降低功耗，從而使餘數係統成為解決數字信號處理係統中高速、大動態範圍與低功耗、低復雜度問題的有效途徑之一。
本書全麵係統地介紹瞭餘數係統在數字信號處理應用中的算法基礎、構造理論和實現方法，內容包括基礎理論、基本運算、餘數基的選擇與評估、前後嚮轉換、數值縮放、檢測問題以及餘數係統在通信係統中的應用等內容，為低功耗、低復雜度的數字信號處理芯片提供新方法及相關技術手段。
本書可供從事通信、雷達、多媒體等係統數字信號處理電路設計的專業工程師和研究人員閱讀，也可作為通信、電子工程和數字集成電路設計方嚮研究生的參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《信息編碼與安全：理論基礎與實踐技術》 引言 在信息爆炸的時代，信息安全和高效的信息傳輸與處理已成為不可或缺的關鍵要素。從保護個人隱私到保障國傢安全，從實現高速通信到驅動尖端科技，信息的安全性和可靠性直接關係到社會發展的方方麵麵。本書旨在深入探討信息編碼與安全領域的理論基礎，並結閤當前前沿的實踐技術，為讀者提供一個全麵而係統的學習框架。我們將從信息論的基石齣發，循序漸進地解析各種編碼技術，並在此基礎上，探討信息加密、認證以及安全協議的設計與實現，最終勾勒齣信息如何在復雜的網絡環境中得以安全、高效地傳遞和處理的全貌。 第一部分：信息編碼的理論基石與核心技術 第一章：信息論導論 本章將帶領讀者進入信息論的宏大世界，理解信息量、熵、聯閤熵、條件熵等基本概念。我們將探索香農信息論的核心思想，即信息是可以被量化的，並且存在一個理論上的極限來衡量信息的傳輸效率。通過對離散信源和連續信源模型的研究，讀者將理解信息熵的計算方法及其在衡量不確定性方麵的意義。此外，本章還將初步介紹信道容量的概念，為後續深入理解編碼技術奠定理論基礎。我們將避免使用過多的數學推導，側重於概念的直觀理解和物理意義的闡釋，幫助讀者建立對信息本質的深刻認識。 第二章：信源編碼：數據壓縮的藝術 數據壓縮是信息傳輸和存儲的關鍵環節，能夠極大地提高效率並降低成本。本章將詳細介紹信源編碼的主要原理和技術。我們將從無損壓縮和有損壓縮兩大類齣發，深入剖析其背後的數學模型和算法。 無損壓縮：我們將重點講解哈夫曼編碼，闡述如何根據符號齣現的概率構建最優的前綴編碼。此外，還會介紹算術編碼，分析其如何通過將整個消息映射到一個區間來實現更高的壓縮比。讀者將理解這些編碼算法在實際應用中的優勢與局限。 有損壓縮：本章將探討感知編碼的原理，即利用人眼的視覺特性和耳朵的聽覺特性來去除冗餘信息。我們將介紹常用的有損壓縮技術，如離散餘弦變換（DCT）在圖像和視頻壓縮中的應用，以及綫性預測編碼（LPC）在語音壓縮中的作用。讀者將理解有損壓縮在犧牲少量信息質量以換取顯著壓縮率提升時的權衡。 第三章：信道編碼：保障信息傳輸的可靠性 在實際通信過程中，信號會受到噪聲的乾擾，導緻信息丟失或錯誤。信道編碼是專門用來解決這一問題的關鍵技術。本章將詳細介紹各種信道編碼的原理和分類。 綫性分組碼：我們將深入講解綫性分組碼的基本概念，包括生成矩陣和校驗矩陣的作用。重點介紹漢明碼，分析其如何通過添加校驗位來檢測和糾正單比特錯誤，並探討其在存儲器和通信係統中的應用。此外，還會介紹BCH碼和裏德-所羅門碼（RS碼），闡述它們在糾正多比特錯誤方麵的強大能力，並介紹它們在CD、DVD、衛星通信和移動通信等領域的廣泛應用。 捲積碼：本章還將介紹捲積碼，闡述其如何通過捲積運算將輸入比特序列轉換為輸齣比特序列，並重點講解維特比譯碼算法，分析其如何高效地找到最有可能的原始信息序列。讀者將理解捲積碼在連續數據流傳輸中的優勢。 現代信道編碼：我們會觸及Turbo碼和LDPC碼等現代信道編碼技術，介紹它們的迭代譯碼原理以及在接近香農極限下的優異性能，為讀者瞭解當前通信技術的發展前沿提供視角。 第二部分：信息安全：守護數字世界的秘密 第四章：密碼學基礎：加密與解密的藝術 密碼學是信息安全的核心學科，它研究如何在敵對環境下通信的原理和方法。本章將介紹密碼學的基本概念和分類。 對稱加密：我們將詳細講解對稱加密的工作原理，即加密和解密使用相同的密鑰。重點介紹數據加密標準（DES）及其改進版本3DES，並深入分析高級加密標準（AES）的結構和工作模式，如ECB、CBC、CFB、OFB和CTR模式，闡述它們各自的優缺點和適用場景。 非對稱加密：本章將介紹非對稱加密（公鑰加密）的概念，即加密和解密使用不同的密鑰（公鑰和私鑰）。重點講解RSA算法的原理，包括其數學基礎（模算術和歐拉定理），以及公鑰和私鑰的生成、加密和解密過程。我們將分析RSA算法在數字簽名和密鑰交換中的作用。 密碼學中的數學工具：為瞭更好地理解加密算法，本章還將介紹一些基礎的數論概念，如模運算、素數、歐拉函數等，以及有限域的相關知識，為讀者提供必要的數學支撐。 第五章：散列函數與數字簽名：確保信息的完整性與不可否認性 在信息安全領域，散列函數和數字簽名扮演著至關重要的角色，它們分彆用於驗證信息的完整性和來源的閤法性。 散列函數：本章將詳細介紹散列函數（摘要函數）的特性，包括單嚮性、抗碰撞性、雪崩效應等。我們將重點分析MD5和SHA傢族（SHA-1, SHA-256, SHA-512）等常用的散列函數算法，探討它們在密碼學散列和消息認證碼（MAC）中的應用。讀者將理解散列函數如何通過生成固定長度的摘要來快速驗證數據的完整性。 數字簽名：基於散列函數和非對稱加密技術，本章將深入講解數字簽名的原理。我們將分析數字簽名如何通過對消息的散列值進行私鑰加密來實現，並利用公鑰進行驗證，從而確保信息的真實性和不可否認性。我們將討論DSA（數字簽名算法）等標準。讀者將理解數字簽名在電子閤同、軟件分發等場景中的重要作用。 第六章：密鑰管理與安全協議：構建安全的通信環境 強大的加密算法和簽名技術需要有效的密鑰管理和安全協議來支撐，纔能構建一個真正安全的通信環境。 密鑰管理：本章將探討密鑰管理的挑戰與解決方案。我們將討論對稱密鑰和非對稱密鑰的生成、分發、存儲、更新和銷毀等生命周期管理。重點介紹公鑰基礎設施（PKI）的概念，包括證書頒發機構（CA）、數字證書、證書吊銷列錶（CRL）和在綫證書狀態協議（OCSP）等。讀者將理解PKI如何為公鑰加密的應用提供信任基礎。 安全協議：我們將介紹一些在實際通信中廣泛應用的安全協議，如SSL/TLS（安全套接層/傳輸層安全），闡述其如何結閤對稱加密、非對稱加密和散列函數來保護Web通信的安全性。此外，還會簡要介紹IPsec（網絡層安全協議），分析其在保護IP數據包方麵的作用。 第三部分：在高速數字信號處理中的應用展望 第七章：高效編碼在通信係統中的實踐 本章將把前述的編碼理論與高速數字信號處理的實際應用聯係起來。我們將重點探討信源編碼和信道編碼在現代通信係統中的關鍵作用。 現代通信標準：我們將分析5G、Wi-Fi 6/6E等新一代通信標準如何利用先進的信道編碼技術（如LDPC碼和Polar碼）來提升頻譜效率和抗乾擾能力，實現更高的數據傳輸速率和更可靠的連接。 圖像與視頻編碼：深入探討H.264/AVC、H.265/HEVC等視頻編碼標準如何通過高效的預測、變換和熵編碼技術，在保證視覺質量的同時大幅度降低視頻數據量，滿足流媒體和高清視頻傳輸的需求。 音頻編碼：分析MP3、AAC等音頻編碼格式如何利用心理聲學模型實現高效的音頻壓縮，在保證聽覺感受的同時減小文件大小。 第八章：安全編碼在數據保護與身份驗證中的角色 本章將聚焦於安全編碼在保護數據隱私和驗證身份方麵的應用。 數據加密與隱私保護：我們將討論如何在存儲和傳輸過程中對敏感數據進行加密，以防止未經授權的訪問。例如，在雲存儲、數據庫和移動設備中，如何應用AES等對稱加密算法來保護用戶隱私。 身份認證與訪問控製：分析散列函數和數字簽名在用戶身份驗證中的作用。例如，如何使用密碼的散列值來存儲用戶密碼，以及如何利用數字簽名來驗證數字證書的閤法性，從而實現安全的在綫身份驗證。 安全通信協議的應用：進一步闡述SSL/TLS等安全協議在保護網絡通信中的實際應用，如HTTPS協議如何保障電子商務和在綫銀行的安全性。 第九章：前沿進展與未來趨勢 本章將對信息編碼與安全領域的最新研究進展進行概述，並展望未來的發展趨勢。 後量子密碼學：隨著量子計算的快速發展，傳統的非對稱加密算法麵臨被破解的風險。本章將介紹後量子密碼學的概念，以及目前正在研究的能夠抵禦量子計算機攻擊的新型加密算法。 同態加密：探討同態加密技術，它允許在加密數據上直接進行計算，而無需先解密。這將為隱私計算和安全多方計算帶來革命性的突破。 區塊鏈與分布式賬本技術：分析區塊鏈技術如何利用密碼學技術（如散列函數和數字簽名）來實現去中心化、不可篡改的數據記錄和安全交易，以及其在金融、供應鏈等領域的應用潛力。 人工智能在信息安全中的應用：探討人工智能如何被用於提高威脅檢測、漏洞分析和加密算法的設計效率，以及AI本身麵臨的安全挑戰。 結語 本書力求在理論深度與實踐應用的廣度之間取得平衡，希望能夠激發讀者對信息編碼與安全領域的興趣，並為從事相關研究、開發或應用工作的專業人士提供有益的參考。隨著信息技術的飛速發展，信息編碼與安全將繼續扮演越來越重要的角色，其研究和應用前景也將更加廣闊。我們相信，通過對本書內容的學習，讀者能夠更好地理解信息世界的運行規律，掌握守護信息安全的關鍵技術，並在未來的科技浪潮中占據一席之地。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿起這本書完全是齣於一種“挑戰自我”的心態。我對信號處理領域一直保持著濃厚的興趣，但總覺得某些核心理論部分像隔著一層紗布，看不真切。這本《餘數係統原理與在高速數字信號處理中的應用》，恰好填補瞭我知識結構中的一個重要空白。它的厲害之處在於，它沒有滿足於僅僅停留在基礎概念的介紹上，而是直接將讀者帶入瞭高頻、高復雜度的應用場景。比如，它對RNS（殘餘數係統）在流水綫處理架構中的優化策略進行瞭細緻入微的剖析，簡直是教科書級彆的範例。我特彆留意瞭其中關於避免模混閤帶來的溢齣問題的解決方案，作者提齣的那種基於特定模組選擇的策略，巧妙地平衡瞭計算速度和精度要求，讀起來令人拍案叫絕。更值得稱贊的是，書中的算法描述非常嚴謹，不僅給齣瞭數學錶達式，還配上瞭僞代碼，這對於想將理論付諸實踐的工程師來說，簡直是太友好瞭。閱讀過程中，我經常需要停下來，在草稿紙上重新推導一遍，這種“主動學習”的過程，極大地加深瞭我對核心概念的理解。這本書絕對不是那種可以輕鬆讀完的書，但它提供的知識深度和廣度，絕對物超所值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計挺有意思的，那種深邃的藍色調，配上簡潔的白色字體，讓人感覺既專業又帶有一點神秘感。我剛翻開目錄的時候，就被它清晰的邏輯結構給吸引住瞭。作者在引言部分沒有過多地強調高深莫測的理論，而是非常務實地從我們日常生活中常見的數字運算問題切入，逐步引導讀者進入餘數係統的世界。尤其是關於模運算在數據校驗中的應用那幾章，講得非常透徹。作者似乎很懂得如何將抽象的數學概念轉化為具體的工程實踐，比如講解快速傅裏葉變換（FFT）時，那種步步為營的推導過程，讓人感覺像是跟著一位經驗豐富的導師在課堂上學習，而不是一個人對著枯燥的公式發愁。書中穿插瞭大量的插圖和圖錶，這些視覺輔助工具極大地降低瞭理解復雜算法的門檻。我個人特彆欣賞作者在處理並發處理那一節時所展現齣的洞察力，它不僅僅是羅列瞭現有的技術，更深入地探討瞭未來可能的發展方嚮，讓人對這個領域的前景充滿瞭期待。整體來看，這本書的敘述風格流暢、引人入勝，是一本值得反復研讀的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀質量非常高，拿在手裏沉甸甸的，一看就是用心製作的學術專著。但拋開外錶，內容纔是王道。這本書在處理“高速”這個定語上，展現齣瞭極高的專業水準。它並沒有用一些花哨的、不成熟的技術來充數，而是聚焦於那些經過時間檢驗、並且在實際高帶寬係統中已經被證明有效的餘數係統優化方法。我特彆關注瞭其中關於特定硬件加速器設計的章節，作者對有限域運算單元的並行化設計進行瞭深入探討，甚至涉及到瞭資源受限環境下的資源調度問題。這種將理論深入到具體硬件實現層麵的分析，在我看來，是這本書區彆於市麵上很多純理論書籍的關鍵所在。它成功地搭建瞭數學理論與ASIC/FPGA實現之間的橋梁。閱讀體驗上，雖然技術性很強，但作者的行文風格保持瞭一種難得的剋製和清晰，沒有過度使用復雜的從句或生僻的術語，保證瞭技術信息的有效傳達。對於緻力於設計下一代高速通信芯片的研發人員來說，這本書無疑是一份極具參考價值的技術手冊。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深信號處理工程師的角度來看，這本書的價值在於它的“新穎的視角”和“實用的深度”。它巧妙地將一個看似古老的數學概念——餘數係統，置於現代高速數字信號處理的聚光燈下，挖掘齣瞭它在並行計算、低功耗設計方麵的巨大潛力。我特彆關注瞭其中關於周期延拓（periodic extension）在有限精度運算中如何保證結果的準確性那一節。作者的解釋非常到位，它清晰地指齣瞭在實際係統中，如何精確地界定和管理誤差範圍，這對於任何追求“無損”或“可控誤差”信號處理流程的工程師來說，都是至關重要的信息。這本書的語言風格相較於一些冷冰冰的學術論文，要更具“人情味”，它更像是一位資深專傢在毫無保留地分享自己的畢生所學和實踐經驗。它不僅僅是告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼是這樣設計”以及“在什麼情況下應該采用哪種方案”。這本書的閱讀體驗是令人愉悅的，因為它讓你感覺自己正在快速地吸收並內化那些經過市場和實踐嚴格檢驗的先進技術理念。

評分☆☆☆☆☆

我最初接觸餘數係統是在學習密碼學時，但那更多是側重於其保密性。這本書則將視角完全轉嚮瞭純粹的計算效率，這一點讓我耳目一新。它對不同模數選擇對整體係統延遲的影響進行瞭詳盡的對比分析，這種對比不是簡單的定性描述，而是基於嚴格的時間復雜度分析。我尤其欣賞作者在論述如何處理模數不一緻性時所展現齣的工程智慧——如何通過增加少量冗餘計算來換取係統架構的簡化，這是一個非常實用的權衡。這本書的章節組織結構體現瞭一種高度的係統性思維，從最基礎的模數查找錶到復雜的多模混閤運算，邏輯遞進非常自然。我發現自己不僅僅是在學習一種計算工具，更是在學習一種係統設計的方法論。書中提到的那些關於流水綫設計中“前饋與反饋”結構對餘數係統性能的影響，非常啓發我思考當前我們正在進行的項目中的瓶頸問題。讀完後感覺思維一下子開闊瞭許多，不再局限於傳統的二進製運算思維定式。