分布式存儲編碼理論與應用

李揮,侯韓旭,譚洪

分布式存儲編碼理論與應用

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商品描述

本書以分布式存儲編碼理論與應用為核心，結合區塊鏈、量子計算等前沿技術，構建從基礎理論到實際應用的全方位知識體系。內容涵蓋經典糾刪碼及其優化（如CRS碼、二進制再生碼）、存儲系統架構與優化設計，以及新興技術（區塊鏈、量子）對分布式存儲的革新影響，通過理論推導、性能分析和真實案例（本團隊的專利技術的應用）展現技術細節與實踐價值。作為一本面向研究生和高端技術開發人員的教材，本書突破傳統教材的單一視角，首次系統整合編碼理論、系統設計與跨領域技術融合，填補了當前市場在相關領域缺乏綜合性學習資源的空白。作者團隊基於十余年研究成果（包括多項中美專利授權、高水平論文等），將復雜理論轉化為可實踐的知識框架，既滿足教學需求，也為企業級系統開發提供指導。讀者可通過本書深入理解分布式存儲編碼與系統的核心原理，掌握技術演進脈絡，並獲取解決實際問題的創新思路。無論是為研究生群體構建完整的學科知識體系，還是應對雲計算、邊緣計算等場景中的存儲挑戰，本書均為不可或缺的權威指南。

目錄大綱

第1章 分布式存儲基礎
1.1 分布式存儲簡介
1.1.1 存儲系統的發展歷程
1.1.2 分布式存儲概念與特性
1.2 分布式存儲可靠性
1.2.1 可用性與可靠性
1.2.2 可靠性策略
1.2.3 可靠性指標
1.3 未來發展趨勢
1.4 本章小結
習題
第2章 分布式存儲編碼
2.1基本原理與概念
2.1.1 極大距離可分離碼與糾刪碼
2.1.2 糾刪碼的分類
2.2 裏德所羅門碼
2.2.1 原始裏德所羅門碼
2.2.2 柯西裏德所羅門碼
2.3 再生碼
2.3.1 再生碼簡介
2.3.2 再生碼的構造方法
2.4.3 機架感知型再生碼
2.4 陣列碼
2.4.1 陣列碼簡介
2.4.2 二進制陣列碼編碼框架
2.4.3 二進制範德蒙陣列碼
2.4.4 二進制柯西陣列碼
2.4.5 MDS陣列碼的優化
2.5 局部性編碼
2.5.1 局部修復碼
2.5.2 局部再生碼
2.5.3 集成交錯碼
2.6 本章小結
習題
第3章 實用性優化
3.1 系統級優化
3.1.1 基於MDS碼的分布式存儲
3.1.2 數據復制與糾刪碼的權衡
3.1.3 現實場景的編碼優化
3.2 實用性糾刪碼
3.2.1 二進制裏德所羅門碼
3.2.2 二進制再生碼
3.2.3 Butterfly Codes
3.2.4 Clay Codes
3.2.5 實用型局部修復碼
3.3 本章小結
習題
第4章 分布式存儲的失效節點修復優化
4.1 基於編碼層面的優化
4.1.1 部分重復碼
4.1.2 自修復碼
4.1.3 支持多節點修復的再生碼
4.2 基於網絡拓撲層面的優化
4.2.1 修復樹：快速修復單點故障
4.2.2 最優樹結構修復模型：優化多節點故障修復
4.3 本章小結
習題
第五章 分布式存儲系統
5.1 背景與簡介
5.1.1 典型分布式存儲系統簡介
5.1.2 塊存儲、對象存儲和文件存儲
5.2 Tectonic: Facebook的可擴展文件系統
5.2.1 系統概要
5.2.2 系統架構
5.2.3 核心組件與功能
5.3 Ambry: LinkedIn的可擴展地域分布式對象存儲系統
5.3.1 系統概要
5.3.2 系統架構
5.3.3 核心組件與功能
5.4 阿裏雲彈性塊存儲系統的演進
5.4.1 第一代彈性塊存儲
5.4.2 第二代彈性塊存儲
5.4.3 第三代彈性塊存儲
5.5 分布式鍵值存儲系統
5.4.1 存儲引擎
5.4.2 數據布局
5.4.3 副本機制
5.4.4 二級索引
5.6 本章小結
習題
第六章 區塊鏈與分布式存儲
6.1區塊鏈基礎
6.1.1 區塊鏈簡介
6.1.2 關鍵技術
6.2 基於區塊鏈的去中心化存儲
6.2.1 IPFS
6.2.2 去中心化雲存儲：Sia and Storj
6.3 融合區塊鏈的擬態分布式安全存儲系統
6.3.1 背景介紹
6.3.2 擬態分布式安全存儲系統
6.3.3 基於區塊鏈的擬態存儲日誌系統
6.4 本章小結
習題
第七章 量子比特、存儲與網絡
7.1 量子基礎
7.1.1 量子的概念與性質
7.1.2 量子門與量子電路
7.2 量子存儲與計算
7.2.1 量子存儲器
7.2.2 量子計算機
7.3 量子安全傳輸
7.3.1 量子密鑰分發
7.3.2 超密編碼
7.3.3 量子隱形傳態
7.3.4 量子糾錯碼
7.4 量子計算機網絡
7.4.1 量子互聯網
7.4.2 支持量子標識的多標識網絡體系及相關組件
7.5 本章小結
習題

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