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分布式算法:直观方法(原书第2版)

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本书是一本独具特色的分布式算法指南,其核心在于通过丰富的实例解析与实战练习来传授知识,而非深究复杂的数学模型。本书的目标是重点培养读者的算法思维,避开形式化证明,帮助读者快速掌握大量经典算法。书中采用简明非正式的算法描述、启发性案例与实践练习相结合的方式,讲述分布式算法的精髓,并附有大量算法伪代码。本版本内容全面更新,新增了关于分布式事务与安全性(涵盖区块链与量子密码学)的章节,并补充了回滚恢复算法、共享内存的共识算法等前沿主题。本书适合作为计算机专业高年级本科生或研究生的教材,也可供相关领域研究人员案头参考。

封面
前折页
书名页
版权
译者序
前言
第1章 引言
第2章 预备知识
 2.1 数学概念
  2.1.1 集合与序
  2.1.2 算法的复杂度
  2.1.3 数的特殊运算
 2.2 消息传递
  2.2.1 转换系统
  2.2.2 状态和事件
  2.2.3 断言
  2.2.4 因果序
  2.2.5 逻辑时钟
  2.2.6 基本算法和控制算法
 2.3 共享内存
 2.4 练习
第3章 快照算法
 3.1 Chandy-Lamport算法
 3.2 Lai-Yang算法
 3.3 Peterson-Kearns回滚恢复算法
 3.4 练习
第4章 波算法
 4.1 遍历算法
  4.1.1 Tarry算法
  4.1.2 深度优先搜索
 4.2 树算法
 4.3 Echo算法
 4.4 练习
第5章 死锁检测
 5.1 等待图
 5.2 Bracha-Toueg算法
 5.3 练习
第6章 终止检测算法
 6.1 Dijkstra-Scholten算法
 6.2 Rana算法
 6.3 Safra算法
 6.4 分权终止检测算法
 6.5 容错型分权终止检测算法
 6.6 练习
第7章 垃圾回收算法
 7.1 引用计数
  7.1.1 间接引用计数
  7.1.2 加权引用计数
 7.2 垃圾回收意味着终止检测
 7.3 追踪式
 7.4 练习
第8章 路由算法
 8.1 Chandy-Misra算法
 8.2 Merlin-Segall算法
 8.3 Toueg算法
 8.4 Frederickson算法
 8.5 分组交换方法
  8.5.1 目的地控制器和Hops-So-Far控制器
  8.5.2 无环有向覆盖控制器(Acyclic Orientation Cover Controller)
 8.6 互联网的路由算法
 8.7 练习
第9章选举算法
 9.1 环选举算法
  9.1.1 Chang-Roberts算法
  9.1.2 Franklin算法
  9.1.3 Dolev-Klawe-Rodeh算法
 9.2 树选举算法
 9.3 带消波的Echo算法
 9.4 最小生成树算法
 9.5 练习
第10章 匿名网络
 10.1 匿名环中选举的不可能性
 10.2 概率算法
 10.3 环的Itai-Rodeh选举算法
 10.4 匿名网中带消波的Echo算法
 10.5 计算匿名环长度是不可能的
 10.6 计算环长度的Itai-Rodeh算法
 10.7 IEEE 1394中的选举算法
 10.8 练习
第11章同步网
 11.1 Awerbuch同步器
  11.1.1 α同步器
  11.1.2 β同步器
  11.1.3 γ同步器
 11.2 带本地时钟的有界延迟网络
 11.3 有界期望延迟的匿名环选举算法
 11.4 练习
第12章 崩溃共识算法
 12.1 1-崩溃共识的不可能性
 12.2 Bracha-Toueg的崩溃共识算法
 12.3 故障检测器
 12.4 弱精确故障检测器的共识算法
 12.5 Chandra-Toueg算法
 12.6 共享内存的共识算法
 12.7 练习
第13章 拜占庭故障的共识算法
 13.1 拜占庭共识的Bracha-Toueg算法
 13.2 Mahaney-Schneider同步器
 13.3 Lamport-Shostak-Pease广播算法
 13.4 Lamport-Shostak-Pease认证算法
 13.5 练习
第14章 互斥算法
 14.1 Ricart-Agrawala算法
 14.2 Raymond算法
 14.3 Agrawal-El Abbadi算法
 14.4 Peterson算法
  14.4.1 两进程间的互斥
  14.4.2 多进程间的互斥
 14.5 Bakery算法
 14.6 Fischer算法
 14.7 Test-and-Test-and-Set锁
  14.7.1 Test-and-Set锁
  14.7.2 Test-and-Test-and-Set锁
 14.8 队列锁
  14.8.1 Anderson锁
  14.8.2 CLH锁
  14.8.3 MCS锁
  14.8.4 超时
 14.9 练习
第15章 屏障
 15.1 反转感应屏障
 15.2 组合树屏障
 15.3 竞赛屏障
 15.4 传播屏障
 15.5 练习
第16章 分布式事务
 16.1 事务的串行化
 16.2 两阶段和三阶段提交协议
 16.3 事务内存
 16.4 练习
第17章 自稳定
 17.1 用Dijkstra令牌环的互斥
 17.2 Arora-Gouda的生成树算法
 17.3 Afek-Kutten-Yung的生成树算法
 17.4 练习
第18章 安全性
 18.1 基本技术
  18.1.1 加密散列函数
  18.1.2 公钥密码学
  18.1.3 工作量证明
 18.2 区块链
 18.3 量子密码学
  18.3.1 量子运算
  18.3.2 BB84密钥分配协议
 18.4 练习
第19章 在线调度
 19.1 作业
 19.2 作业调度器
  19.2.1 周期作业调度
  19.2.2 非周期作业调度
  19.2.3 偶发作业调度
 19.3 资源访问控制
 19.4 练习
附录A 伪代码
 A.1 Chandy-Lamport快照算法
 A.2 Lai-Yang快照算法
 A.3 Cidon深度优先搜索算法
 A.4 树算法
 A.5 Echo算法
 A.6 Shavit-Francez终止检测算法
 A.7 Rana终止检测算法
 A.8 Safra终止检测算法
 A.9 分权终止检测算法
 A.10 Chandy-Misra路由算法
 A.11 Merlin-Segall路由算法
 A.12 Toueg路由算法
 A.13 Frederickson宽度优先搜索算法
 A.14 Dolev-Klawe-Rodeh选举算法
 A.15 Gallager-Humblet-Spira最小生成树算法
 A.16 IEEE 1394选举算法
 A.17 Awerbuch同步算法
 A.18 Ricart-Agrawala互斥算法
 A.19 Raymond互斥算法
 A.20 Agrawal-El Abbadi互斥算法
 A.21 MCS队列锁算法
 A.22 带超时机制的CLH队列锁算法
 A.23 Afek-Kutten-Yung生成树算法
参考文献
后折页
封底

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