高等学校电子信息类十五规划教材：现代交换原理 陈建亚 等 9787563511907 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈建亚 等 著

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出版社： 北京邮电大学出版社

ISBN：9787563511907

商品编码：29482085107

包装：平装

出版时间：2006-05-01

基本信息

书名：高等学校电子信息类十五规划教材：现代交换原理

定价：36.00元

作者：陈建亚 等

出版社：北京邮电大学出版社

出版日期：2006-05-01

ISBN：9787563511907

字数：

页码：366

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.499kg

编辑推荐

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内容提要

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《高等学校电子信息类十五规划教材：现代交换原理》从设计和研究的角度，并按照知识接受和技术发展的基本规律系统地介绍了现代各类交换系统的实现技术和工作原理，以及相互之间的继承、发展和适应性等特征。全书共9章，主要内容包括：交换系统的定义和各类交换技术的特点及其发展过程；电路交换技术的设计实现结构和工作原理，控制软件的体系结构和操作流程；信令系统的分类、工作原理和组织结构，No.7信令系统；分组交换原理，以太网交换机和路由器技术，X.25分组交换和帧中继技术；ATM交换技术的基本知识，ATM交换系统的体系结构和呼叫控制流程及相关协议，MPLS交换系统的实现技术和相关协议；光交换元件和光交换网络，OXC和OBS交换设备的组织结构和工作原理；软交换技术和定义和工作原理，基于软交换技术的融合网络体系结构、用户接入方式、呼叫控制方式和业务提供方式等的实现技术和主要协议。
本书主要用作通信和电子类专业本科高年级学生的教材或教学参考书，也可以作为交换技术研究人员参考书或通信工程技术人员培训教材和参考书。

目录

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章 绪 论
1．1 通信系统与网络
1．2 传统电话通信网的体系结构
1．2．1 电话交换网的一般结构
1．2．2 电话机结构及工作原理
1．2．3 时分数字方式电路交换机的基本结构
1．2．4 电路交换机的基本工作原理
1．3 分组数据交换技术
1．4 ATM宽带交换和MPLS技术
1．4．1 ATM交换技术
1．4．2 MPLS交换技术
1．5 光交换技术
1．6 软交换技术
小 结
习 题

第2章 电路交换技术
2．1 概述
2．1．1 电路交换技术的发展
2．1．2 电路交换机的分类
2．1．3 电路交换技术的特点
2．2 电路交换机的基本功能
2．2．1 电路交换呼叫接续过程
2．2．2 电路交换的基本功能
2．3 电路交换系统的硬件结构
2．3．1 话路子系统
2．3．2 控制子系统
2．3．3 处理机间通信
2．4 数字交换网络
2．4．1 基本交换单元
2．4．2 CLOS交换网络模型
2．4．3 TST交换网络
2．4．4 DSN网络
2．5 电路交换机呼叫处理过程
2．5．1 电话呼叫过程及处理要求
2．5．2 呼叫处理过程的规范描述语言
2．6 电路交换机控制软件体系结构
2．6．1 电路交换机控制软件的基本特点
2．6．2 电路交换系统运行软件的一般结构
2．6．3 程序的级别划分和调度
2．7 呼叫处理程序
2．7．1 资源管理程序
2．7．2 信令处理程序
2．7．3 呼叫控制程序
2．8 电路交换系统的性能评价指标
2．8．1 性能指标
2．8．2 服务质量指标
2．8．3 可靠性指标
2．8．4 运行维护性指标
小 结
习 题

第3章 信令系统
3．1 概述
3．1．1 信令的概念
3．1．2 信令的分类
3．1．3 信令方式
3．2 模拟用户线信令
3．2．1 用户话机到交换机的信令
3．2．2 交换机发出的信令
3．3 中国No．1信令
3．3．1 线路信令
3．3．2 记发器信令
3．4 No．7信令系统
3．4．1 No．7信令系统的特点
3．4．2 我国No．7信令网的组织结构
3．4．3 No．7信令的功能结构
3．4．4 No．7信令的消息传递部分
3．4．5 信令连接控制部分
3．4．6 事务处理能力应用部分
3．4．7 电话用户部分
小 结
习 题

第4章 分组交换原理
4．1 概述
4．2 分组交换网的主要形式
4．2．1 面向连接分组交换网
4．2．2 无连接分组交换网
4．2．3 两种网络的比较
4．3 分组网络体系结构
4．3．1 功能面
4．3．2 分层
4．3．3 体系结构
4．4 分组网络的路由选择
4．5 分组网络的性能指标与服务质量
4．5．1 性能指标
4．5．2 网络服务质量
4．6 流量控制与拥塞控制
4．7 分组交换设备的结构
4．8 主要的分组交换网
小 结
习 题

第5章燕子x．25及帧中继交换技术
5．1 X．25概述
5．2 X．25的分层结构及协议
5．2．1 物理层
5．2．2 数据链路层
5．2．3 分组层
5．3 X．25分组网络的设备
5．4 帧中继概述
5．5 帧中继的分层结构及协议
5．5．1 帧中继的分层结构
5．5．2 帧中继协议
5．5．3 帧中继的帧格式
5．6 帧中继的管理与控制
5．6．1 PVC与SVC
5．6．2 帧中继的带宽管理
5．6．3 帧中继拥塞流量控制技术
5．7 帧中继设备
5．7．1 帧中继用户接入设备
5．7．2 帧中继交换机
小 结
习 题

第6章 交换式以太网与IP路由技术
6．1 交换式以太网
6．2 TCP／IP协议
6．2．1 异构网络互联原理
6．2．2 IP协议
6．2．3 IP数据报传送过程
6．2．4 互连网控制报文协议（ICMP）
6．2．5 路由协议
6．2．6 下一代IP协议——IPv6
6．3 路由器实现技术
6．3．1 基于传统计算机和软件的路由器
6．3．2 分布式结构的路由器
6．3．3 基于硬件的路由器
6．3．4 基于网络处理器的路由器
小 结
习 题

第7章 ATM及MPLS交换技术
7．1 B-ISDN及ATM的概念
7．2 ATM体系结构
7．2．1 ATM传送模式
7．2．2 ATM信元
7．2．3 B—ISDN／ATM协议参考模型
7．2．4 ATM的连接
7．3 ATM交换
7．3．1 ATM交换的基本原理
7．3．2 ATM交换结构
7．3．3 ATM排队方式
7．4 ATM网络的信令
7．4．1 ATM网络信令体系结构
7．4．2 信令AAL
7．4．3 ATM寻址
7．4．4 UNI信令
7．4．5 NNI信令
7．5 MPLS技术概述
7．5．1 MPLs技术的产生
7．5．2 MPLS网络体系结构
7．5．3 MPLS的有关概念
7．6 MPLS交换的基本原理
7．6．1 标签分发协议
7．6．2 标签分发与管理
7．6．3 标签交换路径（LSP）
7．6．4 循环控制
7．7 ATM上的MPLS综合方案
小 结
习 题

第8章 光交换技术
8．1 概述
8．1．1 光交换技术分类
8．1．2 光交换技术的特点
8．2 光交换元件
8．2．1 半导体光开关
8．2．2 耦合波导开关
8．2．3 硅衬底平面光波导开关
8．2．4 波长转换器
8．2．5 光存储器
8．2．6 空间光调制器
8．3 光交换网络结构
8．3．1 空分光交换网络
8．3．2 波分光交换网络
8．3．3 时分光交换网络
8．3．4 自由空间光交换网络
8．3． 混合型光交换网络
8．4 光交换系统
8．4．1 光交叉连接设备
8．4．2 光突发交换系统
小 结
习 题

第9章 软交换技术
9．1 下一代网络概述
9．2 软交换技术的产生
9．3 软交换网络的体系结构
9．4 软交换网络的用户接入方式
9．4．1 传统用户的接入方式
9．4．2 宽带多媒体用户接人方式
9．5 软交换网络的呼叫控制方式
9．5．1 软交换设备的主要功能
9．5．2 软交换设备的分类及组织形式
9．5．3 软交换设备的组网方式
9．6 软交换网络的业务提供方式
9．6．1 软交换网络提供的业务
9．6．2 软交换网络业务的提供方式
9．6．3 软交换网络的业务提供环境
9．6．4 应用服务器
9．6．5 业务开放API技术
9．7 软交换网络的主要协议
9．7．1 媒体控制协议
9．7．2 SIGTRAN协议栈
9．7．3 SIP协议
9．7．4 BICC协议
9．8 燕子软交换网络与现有网络的互通
9．8．1 软交换与PSTN／ISDN的互通
9．8．2 软交换网络与GSM／CDMA移动通信网络的互通
9．8．3 软交换网络与H．323网络的互通
9．8．4 软交换网络与SIP网络的互通
9．9 软交换网络的若干问题
9．9．1 承载网的选择
9．9．2 软交换网络的QoS问题
9．9．3 软交换网络的安全问题
9．9．4 软交换网络的私网穿越问题
9．9．5 软交换网络的其他问题
小 结
习 题
英文缩略语
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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光纤通信网络：基石与演进 引言 在当今信息爆炸的时代，通信技术的飞速发展为社会进步和经济增长注入了强大的动力。其中，光纤通信网络作为现代信息基础设施的核心，扮演着至关重要的角色。它以其超大的带宽、极低的损耗、抗电磁干扰的特性，支撑着互联网、移动通信、云计算、大数据等一系列新兴技术和应用的蓬勃发展。本书旨在深入探讨光纤通信网络的理论基础、关键技术、系统构成、传输原理以及面向未来的发展趋势，为相关领域的科研人员、工程师、学生以及对光通信感兴趣的读者提供一个全面而深入的视角。 第一章：光纤通信网络概述 本章将首先界定光纤通信网络的定义及其在现代社会中的战略地位。我们将追溯光纤通信技术的历史演进，从最初的探索阶段到如今的成熟应用，梳理其发展脉络。接着，我们会详细介绍光纤通信网络的基本组成部分，包括光源、光纤、光检测器、光复用器/解复用器、光放大器、光开关等核心器件，并阐述它们各自的功能和在网络中的作用。此外，本章还将探讨光纤通信网络的分类，例如按传输介质（单模光纤、多模光纤）、按网络拓扑（点对点、总线型、环型、星型）以及按应用场景（接入网、骨干网、城域网）等，为后续章节的学习奠定基础。最后，我们将简要介绍光纤通信网络在国民经济和社会发展中的重要意义，展望其未来应用前景。 第二章：光波导原理与光纤特性 光纤作为光信号传输的物理介质，其特性直接决定了通信系统的性能。本章将深入剖析光波导的形成机理，重点讲解全内反射原理，解释光信号如何在纤芯中传播而不发生泄漏。我们将详细介绍光纤的结构，包括纤芯、包层和涂覆层，并深入分析不同结构对光传播的影响。 接下来，我们将重点关注光纤的主要特性参数，如： 数值孔径（NA）：它决定了光纤接收光的能力和光束的扩散角度，影响了光纤的耦合效率和带宽。 纤芯直径和模场直径：这些参数与传输模式直接相关，是区分单模光纤和多模光纤的关键。 折射率分布：无论是阶跃型光纤还是渐变型光纤，其折射率分布都会影响模间色散，是设计高性能光纤的重要考量。 衰减（Attenuation）：这是光信号在传输过程中损失能量的现象，主要由材料吸收、瑞利散射等引起。我们将详细分析不同波长下的衰减特性，以及低损耗窗口的重要性。 色散（Dispersion）：光信号在传输过程中由于不同频率成分的传播速度不同而发生展宽的现象。我们将详细介绍几种主要的色散类型： 材料色散：由光纤材料的折射率随波长变化的特性引起。 波导色散：由光纤结构（尤其是纤芯和包层的尺寸）引起的，对不同模式的传播速度产生影响。 模式色散：在多模光纤中，不同模式的光沿不同路径传播，导致传播时间差。 偏振模色散（PMD）：由于光纤制造中的不均匀性导致不同偏振态光传播速度的差异。 理解和掌握这些光纤特性对于设计、优化和维护光纤通信系统至关重要。 第三章：光信号的产生与调制 光信号的产生是光纤通信的起点。本章将详细介绍产生光信号的常用光源，重点包括： 半导体激光器（Laser Diode, LD）： 结构与工作原理：讲解PN结的形成、载流子注入、受激辐射和光放大等过程。 主要类型：如直调激光器（Direct Modulation LD）、DFB（分布式反馈）激光器、FP（法布里-珀罗）激光器等，分析它们的特点和适用场景。 关键参数：输出功率、光谱宽度、阈值电流、效率等，以及它们对系统性能的影响。 发光二极管（Light Emitting Diode, LED）： 结构与工作原理：与激光器相比，LED发射的是自发辐射，功率较低，光谱较宽，但成本较低。 类型：如超辐射发光二极管（Superluminescent Diode, SLD），介于LED和LD之间。 优缺点及应用：在低速率、短距离通信中仍有应用。 除了光源，光信号的有效传输还需要进行调制。本章将深入探讨光信号的调制技术： 直接调制：将数字电信号直接加载到光源的驱动电流上，改变光源的输出光功率或频率。这是最简单、最常用的调制方式。 外调制（External Modulation）：使用外部调制器将电信号加载到独立的光源发出的光信号上。 电光调制器：如马赫-曾德尔调制器（Mach-Zehnder Modulator, MZM）和相位调制器。详细介绍它们的结构、工作原理和调制方式（强度调制、相位调制、偏振调制）。 声光调制器：利用声波引起介质折射率变化来实现光信号的调制。 其他调制器：如热光调制器、电致伸缩调制器等。 我们将详细分析不同调制方式的优缺点，如调制速率、调制深度、驱动电压、损耗以及在不同通信系统中的应用。 第四章：光信号的检测与解调 接收端需要将传输的光信号准确地检测并还原成原始的电信号。本章将重点介绍光信号的检测技术： 光电探测器（Photodetector）： PIN光电二极管：结构、工作原理、量子效率、响应时间、暗电流等关键参数，以及它们的特性。 雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode, APD）：讲解倍增效应，内部增益，以及其在高灵敏度应用中的优势，但需要高反向电压。 其他探测器：如光电倍增管（PMT）及其在特定场景的应用。 解调技术： 强度解调：将光信号的强度变化转换为电信号的变化。 相干检测（Coherent Detection）：利用本地振荡激光器与接收到的信号光进行混频，提取信号的幅度和相位信息。详细介绍其在相干光通信系统中的优势，如高接收灵敏度、抗色散能力强。 非相干检测（Non-coherent Detection）：如直接检测（Direct Detection, DD），是目前最常用的接收方式。 我们将深入分析各种探测器和解调技术的性能指标，如探测效率、响应速度、信噪比、动态范围等，并讨论它们在不同光纤通信系统中的选择依据。 第五章：光纤通信传输系统 本章将从系统层面探讨光纤通信的传输机制。 光传输损耗： 衰减：重复前面章节的衰减原理，重点分析其对传输距离的影响。 色散：重复前面章节的色散原理，重点分析其对信号失真的影响。 非线性效应：当光功率密度过高时，光纤材料的非线性光学效应会引起信号畸变，如受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）、四波混频（FWM）以及克尔效应（Kerr Effect）导致的自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM）。我们将分析这些效应的产生机理、危害以及抑制方法。 光放大技术： 光放大器（Optical Amplifier, OA）：克服光信号损耗，实现信号的再生和长距离传输。 掺铒光纤放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA）：详细介绍其工作原理、泵浦机制、增益特性、噪声特性等，是当前应用最广泛的光放大器。 其他光放大器：如半导体光放大器（SOA）、拉曼放大器等。 信号再生技术： 电再生（Electrical Regeneration）：将光信号转换为电信号，进行放大、整形、判决，再转换为光信号。这是最传统的信号再生方式。 光再生（Optical Regeneration）：直接在光域实现信号的再生，避免了光电转换的损耗和复杂性，是未来的发展方向。我们将介绍光再生的一些关键技术，如光开关、光门控、光阈值器件等。 光复用技术： 波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM）：利用不同波长的光信号承载不同信道信息，极大地提高了光纤的传输容量。 粗波分复用（CWDM）：通道间隔较宽，成本较低。 密集波分复用（DWDM）：通道间隔密集，容量巨大，是现代高速光通信网络的核心技术。我们将详细介绍WDM系统的构成、关键器件（波长选择开关、合/复用器），以及其在提高传输容量方面的优势。 第六章：光纤通信网络架构与标准 本章将从网络层面探讨光纤通信的系统设计与应用。 光网络的组成： 接入网（Access Network）：连接用户终端与骨干网，如FTTx（光纤到户、光纤到楼等）技术。 汇聚网（Aggregation Network）：连接接入网与核心网。 核心网（Core Network）：承担大容量、长距离的数据传输。 网络拓扑结构： 点对点（Point-to-Point）：最简单的连接方式。 总线型（Bus）：已较少使用。 环型（Ring）：如SDH/SONET环，具有一定的自愈能力。 星型（Star）：常用于局域网。 网状型（Mesh）：提供高度的可靠性和灵活性。 下一代光网络技术： 软件定义网络（SDN）：将网络控制与转发分离，实现网络的集中控制和灵活编程，提高网络的可管理性和效率。 网络功能虚拟化（NFV）：将网络功能从专用硬件解耦，以软件形式运行在通用服务器上，降低成本，提高灵活性。 光交换技术：如光分组交换（Optical Packet Switching）、光电路交换（Optical Circuit Switching），实现更高效的光信号路由和资源利用。 光纤通信标准： ITU-T 标准：如SDH/SONET、OTN（光传输网络）等，它们定义了光纤通信系统的接口、协议和性能要求。 IEEE 标准：如Ethernet（以太网）在光通信领域的应用，如10GbE、40GbE、100GbE及更高速率的标准。 其他相关标准：分析不同标准在不同应用场景下的适用性。 第七章：光纤通信网络的安全性、可靠性与管理 随着光纤通信网络承载的信息量越来越大，安全性、可靠性和管理效率变得尤为重要。 网络安全性： 物理安全：保护光纤线路免受物理破坏。 信息安全：防止信息被窃听、篡改或破坏。我们将介绍加密技术、认证机制、访问控制等在光通信安全中的应用。 网络攻击与防御：如DDoS攻击、嗅探攻击等，以及相应的防御策略。 网络可靠性： 容错技术：冗余设计、备份保护机制，如线路保护、设备保护、路由备份等。 自愈机制：在网络发生故障时，能够自动切换到备用路径或设备，恢复通信。 故障检测与定位：高效的故障诊断和定位技术，缩短故障恢复时间。 网络管理： 网络监控：实时监测网络运行状态、性能参数，及时发现和预警潜在问题。 配置管理：对网络设备进行配置、修改和更新。 性能管理：优化网络资源利用，提升通信效率。 故障管理：记录、分析和处理网络故障。 远程管理：通过网络进行设备的远程配置、监控和维护。 第八章：面向未来的光纤通信技术趋势 光纤通信技术仍在不断发展，本章将展望未来的发展方向。 超大容量传输： 超高阶调制格式：如QAM（正交幅度调制）等，提高频谱效率。 空分复用（Space-Division Multiplexing, SDM）：利用光纤的多芯或多模特性，实现传输容量的成倍提升。 下一代WDM技术：如相干光通信与WDM的结合，以及更精细化的波长控制。 智能化与敏捷化： 人工智能（AI）与机器学习（ML）在网络中的应用：用于网络优化、故障预测、资源调度等。 网络切片（Network Slicing）：为不同应用提供定制化的网络服务。 光计算与光互联： 光计算：利用光的特性进行计算，有望在某些领域超越电子计算。 光互联：在数据中心、服务器之间实现高速、低延迟的光信号连接，解决“内存墙”和“功耗墙”问题。 绿色光通信： 低功耗设备设计：降低光通信网络的能耗。 能源效率优化：通过智能调度和管理，提高能源利用率。 结论 本书系统地阐述了光纤通信网络的核心原理、关键技术、系统设计以及发展趋势。从光波导的基本概念到复杂的网络架构，从基础的光器件到前沿的智能化技术，力求为读者提供一个全面、深入的学习平台。光纤通信网络作为信息时代的基石，其发展将持续驱动着科技进步和社会变革，未来前景无限光明。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入大学校园的学生，我对“高等教育电子信息类十五规划教材”这个标签有着天然的关注。这意味着这本书很可能是我未来学习生涯中的重要一环。拿到《现代交换原理》这本书，第一感觉就是它的“分量”——无论是从物理意义上的厚度，还是从其所承载的学术价值来看，都让人觉得沉甸甸的。书的装帧非常扎实，封皮的材质感觉很耐用，这对于需要经常翻阅和携带的教材来说，是一个很大的优点。我特别喜欢书页的颜色，不是那种刺眼的白色，而是偏暖色调的米白，长时间阅读眼睛不容易疲劳。虽然我还没开始啃里面的内容，但我已经可以想象到，这本书将如何帮助我构建起在电子信息领域的基础知识框架。我对“现代交换”这个概念充满了好奇，迫不及待想知道它究竟是如何运作的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本《现代交换原理》的时候，我并没有立刻投入到紧张的学习中。生活总是充满意外，有时候一本好书，与其说是用来“学习”的工具，不如说是陪伴你度过某个特定时期的“伙伴”。我喜欢在午后的阳光下，捧着一本厚实的书，慢慢地翻阅。这本书的纸张质量给我的感觉很不错，厚实且有质感，翻页的时候也不会有沙沙的响声，感觉很舒服。封面设计也比较低调，没有那种浮夸的宣传语，反而透露着一种沉稳的气息。我个人比较喜欢这种风格，感觉更能专注于书的内容本身。虽然我还没来得及深入研究里面的“交换原理”到底是什么，但我对它的未来充满想象。也许，它会像一位睿智的长者，用循序渐进的方式，为我揭示一个我从未涉足过的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

对于一本教材，最重要的当然是内容。不过，一本好的教材，从外在呈现上也应该给人一种专业、可靠的感觉。拿到《现代交换原理》这本书，第一眼吸引我的是它的书名，虽然有些长，但“高等教育电子信息类十五规划教材”这几个字，瞬间就拉满了我的信任感。这基本上就意味着它经过了国家层面的规划和审核，内容质量应该是有保证的。我仔细地摸了摸书的封皮，触感细腻，印刷清晰，没有任何毛边或溢墨的痕迹。书页的纸张也相当不错，厚实且有弹性，不是那种容易折断的薄纸。尽管我还未深入到具体的理论知识中，但从这严谨的外在表现，我仿佛已经感受到作者们在内容编排和细节处理上的用心。我期待这本书能够以一种严谨又不失易懂的方式，为我揭示“现代交换”的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

对于一本被冠以“高等学校教材”名号的书，我最看重的是它的系统性和逻辑性。这本书的外观给我的感觉就是“有料”。封面上的信息很明确，知道它是陈建亚等人编写的，并且是电子信息类“十五规划教材”，这基本上就锁定了它的受众和内容定位。从我之前接触过的同类书籍来看，这类教材往往会从最基础的概念讲起，层层递进，直到复杂的原理和应用。我初步浏览了一下目录，虽然还没细看，但感觉章节的划分是比较合理的，能够按照一个清晰的脉络来展开。这对于初学者来说至关重要，能够帮助我们建立起扎实的知识体系。我希望这本书能像一个好的向导，带领我们一步步深入到“现代交换”这个领域，而不是直接抛出艰深的理论，让人望而却步。期待它能通过详细的图示和案例，把抽象的概念变得生动起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名很长，我一开始看到的时候，甚至有点被“高等教育电子信息类十五规划教材”这个定语吓到了。但抱着了解“现代交换原理”的好奇心，还是入手了。拿到手之后，翻开第一页，一股浓郁的纸墨香扑面而来，这种踏实的感觉是电子书无法替代的。书的封面设计简洁大方，没有花哨的图案，很符合学术教材的定位。排版也相当清晰，字号适中，行间距也舒服，阅读起来不会觉得拥挤或吃力。虽然我还没深入研究到具体内容，但从这初步的触感和视觉感受来说，这本书给人的第一印象是很专业、很严谨的，仿佛能感觉到作者们在编写过程中投入的心血。我猜想，作为一本“十五规划教材”，它一定经过了相当严格的审订，内容上应该是有保障的。我对它后面会讲解的“交换”概念充满期待，不知道会是如何深入浅出的解释。