公共基础知识第一章.pdf下载

weixin_39820535 2021-10-19 10:15:44

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一本著名的C#深入学习的书籍，书籍很新，想要深入学习的C#人士，你懂的，第四版，刚出来，国内没得卖

本书介绍TCP/IP及其应用。TCP/IP是Internet上使用的协议，而Internet是世界上最大的互联网络。本书内容十分丰富，几乎涵盖了有关TCP/IP的各个方面，包括开放式通信模型、TCP/IP通信模型、IP网络中的命名和寻址机制、地址解析及反向地址解析协议、DNS域字服务器、WINS、地址发现协议、IPv6、IP网络中的路由协议(RIP、OSPF等)、互联网打印协议、LDAP目录服务、远程访问协议、IP安全与防火墙。本书介绍了如何为Windows 9x/NT配置TCP/IP；还介绍了如何使用TCP/IP应用程序，包括远程登录、FTP、Web浏览等。目录译者序前言第一部分 TCP/IP基础第1章开放式通信模型简介 11.1 开放式网络的发展 11.1.1 通信处理层次化 21.1.2 OSI参考模型 31.1.3 模型的使用 51.2 TCP/IP参考模型 71.3 小结 7第2章 TCP/IP和Internet 82.1 一段历史 82.1.1 ARPANET 82.1.2 TCP/IP 92.1.3 国家科学基金会(NSF) 92.1.4 当今的Internet 122.2 RFC和标准化过程 122.2.1 获得RFC 132.2.2 RFC索引 132.2.3 有关RFC的幽默 132.3 Internet服务简介 132.3.1 Whois和Finger 142.3.2 文件传输协议 142.3.3 Telnet 142.3.4 Email 142.3.5 WWW 142.3.6 USENET News 152.4 Intranet和Extranet概览 152.4.1 Intranet 152.4.2 将Intranet对外开放 162.5 Internet的明天 162.5.1 下一代Internet(NGI) 162.5.2 超速骨干网服务 162.5.3 Internet2(I2) 172.6 Internet管理组织 172.6.1 Internet协会 172.6.2 Internet体系结构组 172.6.3 Internet工程任务组 172.6.4 Internet工程指导组 172.6.5 Internet编号管理局 182.6.6 Internet名字和编号分配组织 (ICANN) 182.6.7 Internet网络信息中心和其他注册组织 182.6.8 RFC编辑 182.6.9 Internet服务提供商 182.7 小结 19第3章 TCP/IP概述 203.1 TCP/IP的优点 203.2 TCP/IP的层和协议 213.2.1 体系结构 213.2.2 传输控制协议 213.2.3 IP协议 233.2.4 应用层 253.2.5 传输层 253.2.6 网络层 253.2.7 链路层 253.3 远程登录(Telnet) 253.4 文件传输协议(FTP) 253.5 普通文件传输协议(TFTP) 263.6 简单邮件传输协议(SMTP) 263.7 网络文件系统(NFS) 263.8 简单网络管理协议(SNMP) 273.9 TCP/IP和系统结合 273.10 内部网概述 283.11 小结 28第二部分命名和寻址第4章 IP网络中的名字和地址 294.1 IP寻址 294.1.1 二进制和十进制数 304.1.2 IPv4地址格式 304.2 子网的出现 344.2.1 分子网 354.2.2 可变长子网掩码(VLSM) 374.3 无类域前路由(CIDR) 384.3.1 无类地址 384.3.2 强化路由汇聚 394.3.3 超网化 394.3.4 CIDR怎样工作 394.3.5 公共地址空间 404.3.6 RFC 1597和1918 404.4 小结 40第5章 ARP和RARP 415.1 使用地址 415.1.1 子网寻址 415.1.2 IP地址 435.2 使用地址解析协议 445.2.1 ARP cache 455.2.2 代理ARP 475.2.3 反向地址解析协议 475.3 使用ARP命令 475.4 小结 47第6章 DNS：名字服务器 486.1 域名系统概述 486.2 授权局 506.3 DNS分布数据库 506.4 域和区 506.5 Internet顶级域 516.6 选择一个域名服务器 526.7 名字服务解析过程 526.7.1 递归查询 526.7.2 叠代查询 526.8 高速缓存 526.9 反向解析(Pointer)查询 526.10 DNS安全 526.11 资源记录 536.12 小结 54第7章 WINS 557.1 NetBIOS 557.2 NetBIOS名字解析 577.3 动态NetBIOS名字解析 587.3.1 使用WINS的优点 587.3.2 WINS如何工作 597.3.3 配置WINS客户机 607.3.4 为代理配置WINS 607.3.5 配置NT 4.0系统 617.3.6 配置Windows 95或Windows 98 系统 617.4 安装WINS服务器 617.5 WINS管理和维护 627.5.1 加入静态表项 627.5.2 维护WINS数据库 637.5.3 备份WINS数据库 657.5.4 备份WINS注册项 657.5.5 恢复WINS数据库 657.5.6 压缩WINS数据库 667.5.7 WINS复制参与者 667.5.8 WINS实现建议 677.6 集成WINS和DNS名字解析服务 677.7 DHCP服务WINS选项 677.8 通过LMHOSTS进行NetBIOS名字解析 687.9 小结 69第8章地址发现协议(BOOTP和DHCP) 718.1 “引导”协议(BOOTP) 718.2 动态主机配置协议(DHCP) 728.2.1 DHCP如何工作 728.2.2 理解租用地址 738.3 管理地址池 748.4 DHCP能处理的其他分配 758.4.1 注意重载 758.4.2 其他分配 758.5 小结 76第三部分 IP和相关协议第9章 IP协议家族 779.1 TCP/IP模型 779.1.1 解剖TCP/IP模型 789.1.2 协议组件 789.2 理解网际协议(IP) 799.2.1 IPv4结构 799.2.2 IP做什么 809.3 理解传输控制协议(TCP) 819.3.1 TCP头结构 819.3.2 TCP做什么 839.4 理解用户数据报协议(UDP) 859.4.1 UDP头结构 859.4.2 UDP能做什么 859.4.3 TCP和UDP 869.5 小结 86第10章 IPv6 8710.1 IPv6数据报 8710.1.1 优先级分类 8810.1.2 流标识 8910.1.3 128位IP地址 8910.1.4 IP扩展头 9010.2 多IP地址主机 9110.3 单播、组播和任一播头 9110.4 从IPv4到IPv6的过渡 9310.5 小结 94第四部分 IP互联第11章 IP网络中的路由 9511.1 路由基本知识 9511.1.1 静态路由 9611.1.2 距离-向量路由 9911.1.3 链路-状态路由 10011.2 IP网络中的收敛 10211.2.1 适应拓扑变化 10211.2.2 收敛时间 10611.3 计算IP网络中的路由 10611.3.1 存储多条路由 10711.3.2 初始化更新 10711.3.3 路由度量标准 10711.4 小结 108第12章路由信息协议(RIP) 10912.1 理解RFC1058 10912.1.1 RIP报文格式 10912.1.2 RIP路由表 11112.2 操作机制 11212.2.1 计算距离向量 11312.2.2 更新路由表 11612.2.3 寻址问题 11812.3 拓扑变化 12012.3.1 收敛 12012.3.2 计值到无穷 12212.4 RIP的限制 12712.4.1 跳数限制 12812.4.2 固定度量 12812.4.3 对路由表更新反应强烈 12812.4.4 收敛慢 12812.4.5 缺乏负载均衡 12812.5 小结 129第13章开放式最短路径优先 13013.1 OSPF起源 13013.2 理解RFC 2328 OSPF，版本2 13013.2.1 OSPF区 13113.2.2 路由更新 13413.3 研究OSPF数据结构 13613.3.1 HELLO报文 13713.3.2 数据库描述报文 13713.3.3 链路-状态请求报文 13813.3.4 链路-状态更新报文 13813.3.5 链路-状态应答报文 14013.4 计算路由 14013.4.1 使用自动计算 14013.4.2 使用缺省路由耗费 14113.4.3 最短路径树 14213.5 小结 144第14章网关协议 14514.1 网关、桥和路由器 14514.1.1 网关 14514.1.2 网桥 14614.1.3 路由器 14614.1.4 自治系统 14614.2 网关协议：基础知识 14614.3 内部网关协议和外部网关协议 14714.3.1 网关-网关协议(GGP) 14714.3.2 外部网关协议(EGP) 14714.3.3 内部网关协议(IGP) 14814.4 小结 148第五部分网络服务第15章互联网打印协议 14915.1 IPP历史 14915.2 IPP和端用户 15015.3 使用HP的IPP实现 15115.4 小结 152第16章 LDAP：目录服务 15316.1 为什么使用目录服务 15316.2 目录服务的功能 15316.3 IP上的目录服务 15416.4 OSI X.500目录模型 15616.4.1 早期的X.500 15716.4.2 今天的X.500 15716.5 LDAP结构 15716.5.1 LDAP层次结构 15716.5.2 名字结构 15816.6 目录系统代理和访问协议 15816.7 轻型目录访问协议 15816.7.1 查询信息 15916.7.2 存储信息 16016.7.3 访问权限和安全 16016.8 LDAP服务器-服务器通信 16116.8.1 LDAP数据互换格式(LDIF) 16116.8.2 LDAP复制 16216.9 设计LDAP服务 16216.9.1 定义需求 16216.9.2 设计策略 16316.9.3 性能 16416.9.4 网络功能 16516.9.5 安全 16616.10 LDAP配置 16916.11 产品环境 16916.11.1 创建计划 17016.11.2 有价值的建议 17116.12 选择LDAP软件 17116.13 小结 174第17章远程访问协议 17517.1 远程互联 17517.1.1 ISDN 17617.1.2 电缆调制解调器 17617.1.3 数字用户环(DSL) 17617.1.4 无线网络 17717.2 远程认证拨入用户服务(RADIUS) 17717.2.1 RADIUS认证 17817.2.2 记账信息 17917.3 用SLIP、CSLIP和PPP传输IP数据报文 17917.3.1 串行线路接口协议(SLIP) 17917.3.2 压缩的SLIP(CSLIP) 18017.3.3 点到点协议(PPP) 18017.4 隧道远程访问 18417.4.1 点到点隧道协议(PPTP) 18517.4.2 两层隧道协议(L2TP) 18817.4.3 IPSec 19217.5 小结 194第18章防火墙 19518.1 使网络安全 19518.2 使用防火墙 19618.2.1 代理服务器 19718.2.2 报文过滤器 19818.3 使服务安全 19818.3.1 电子邮件(SMTP) 19818.3.2 HTTP：万维网 19918.3.3 FTP 19918.3.4 Telnet 19918.3.5 Usenet:NNTP 19918.3.6 DNS 20018.4 建造用户自己的防火墙 20018.5 使用商业防火墙软件 20018.6 小结 202第19章 IP安全 20319.1 使用加密 20319.1.1 公共-私钥加密 20419.1.2 对称私钥加密 20519.1.3 DES、IDEA及其他 20519.2 数字签名认证 20619.3 破译加密的数据 20719.4 保护网络 20719.4.1 登录名和口令 20819.4.2 文件的目录允许权限 20819.4.3 信任关系 20919.4.4 UNIX和Linux系统上的UUCP 20919.5 应付最坏情况 21019.6 小结 210第六部分实现TCP/IP第20章一般配置问题 21120.1 安装网卡 21120.1.1 网卡 21120.1.2 资源配置 21220.1.3 安装适配器软件 21320.1.4 重定向器和API 21420.1.5 服务 21420.1.6 NIC接口 21520.2 网络和传输层协议 21520.2.1 IP配置要求 21520.2.2 配置缺省网关地址 21620.2.3 配置名字服务器地址 21720.2.4 配置邮件服务器地址 21720.2.5 注册域名 21820.3 IP配置 21820.4 配置路由表 21820.5 异种协议的IP封装 21920.6 小结 220第21章 Windows 98 22121.1 Windows 98网络体系结构 22121.1.1 安装网卡 22221.1.2 更改网卡配置 22421.1.3 当Windows 98引导失败 22421.2 配置Windows 98的TCP/IP 22521.2.1 写在开始之前 22521.2.2 安装TCP/IP 22521.2.3 配置微软的TCP/IP 22521.2.4 DNS配置 22721.2.5 静态配置文件 22821.2.6 注册表配置 22921.2.7 测试TCP/IP 23121.3 小结 232第22章 Windows 98拨号网络 23322.1 配置拨号网络适配器 23322.2 安装拨号网络 23422.3 服务器类型 23522.4 编写脚本 23822.5 多重链接 23822.6 PPTP 23922.6.1 安装及配置PPTP 24022.6.2 建立PPTP连接 24022.7 Windows 98拨号服务器 24122.8 解决拨号网络连接中的问题 24222.8.1 确认DUN配置 24222.8.2 PPP日志 24322.9 小结 243第23章 Windows NT 4.0 24423.1 Windows NT版本 24423.2 体系结构 24423.3 安装Windows NT 4.0 24423.4 配置TCP/IP 24623.4.1 IP地址 24623.4.2 DNS 24823.4.3 WINS地址 24823.4.4 DHCP中继 24923.4.5 路由 25023.5 简单TCP/IP服务 25023.6 远程访问服务(RAS) 25023.7 DHCP服务器 25223.7.1 安装DHCP服务器服务 25223.7.2 控制DHCP服务器服务 25323.7.3 压缩DHCP数据库 25323.7.4 管理DHCP 25423.8 使用Microsoft DNS 25623.8.1 安装DNS 25623.8.2 创建区 25723.8.3 配置逆向域名解功能 25823.8.4 配置DNS与WINS服务器的连接 25923.8.5 增加辅助名字服务器 25923.9 FTP和HTTP服务 25923.10 TCP/IP打印服务 25923.10.1 安装TCP/IP打印服务 25923.10.2 安装LPR服务 26023.11 Windows 2000新特性 26023.12 小结 261第24章在Novell NetWare中支持IP 26224.1 Novell与TCP/IP 26224.1.1 IP与NetWare 4 26224.1.2 NetWare 5与Pure IP初始化 26224.2 传统解决方案：NetWare 3.x到 NetWare 4.x的IP支持 26324.2.1 IP隧道 26424.2.2 IP中继 26424.2.3 LAN WorkPlace 26424.2.4 IPX-IP网关 26524.2.5 NetWare/IP 26524.3 NetWare 5—Novell对IP的完全支持 26624.3.1 纯IP 26624.3.2 多协议 26624.4 安装选项 26624.4.1 NetWare 5的IP-Only安装 26724.4.2 IPX-Only安装 26724.4.3 混合TCP/IP安装 26824.5 IP迁移辅助工具 26824.5.1 NDS 26824.5.2 DNS 26924.5.3 DHCP 26924.5.4 DDNS 26924.5.5 SLP 26924.5.6 兼容模式 26924.5.7 迁移代理 27024.6 迁移策略 27024.6.1 使用测试平台 27024.6.2 迁移建议 27024.7 小结 271第七部分使用TCP/IP应用第25章 Whois和Finger 27325.1 理解Whois协议 27325.1.1 互联网注册 27325.1.2 Whois数据库 27425.1.3 基于Web的Whois 27525.1.4 命令行方式的Whois 27625.1.5 示例 27625.1.6 基于Telnet的Whois 27825.2 扩充Whois 27925.2.1 提示Whois(RWhois) 27925.2.2 WHOIS++ 28025.3 使用Finger 28025.3.1 Finger命令 28025.3.2 Finger 守护进程 28225.3.3 非UNIX环境下的Finger 28325.3.4 Finger的应用 28325.4 相关RFC文档 28525.5 小结 285第26章文件传输协议 28626.1 FTP和TFTP在网络世界中的作用 28626.2 使用FTP传输文件 28626.2.1 FTP连接 28726.2.2 使用FTP客户端建立连接 28826.2.3 FTP安全 29626.2.4 FTP服务器及守护进程 29926.2.5 匿名FTP访问 29926.3 使用TFTP 30026.3.1 FTP与TFTP的区别 30126.3.2 TFTP命令 30126.4 小结 301第27章使用Telnet 30227.1 理解Telnet协议 30227.2 Telnet守护进程 30327.3 使用Telnet 30427.3.1 UNIX telnet命令 30427.3.2 Telnet GUI应用 30527.3.3 Telnet命令 30527.3.4 示例 30827.4 高级主题 30927.4.1 安全 30927.4.2 Telnet应用 30927.4.3 使用Telnet访问其他TCP/IP 服务 31027.5 相关RFC文档 31227.6 小结 313第28章使用r系列实用工具 31428.1 理解r系列命令 31428.1.1 安全问题 31428.1.2 禁止使用r系列命令 31528.1.3 增强r系列命令的安全性 31628.2 使用r系列命令的替代方法 31728.3 r系列命令详解 31728.3.2 相关文件 32028.4 在非UNIX环境下实现r系列命令的功能 32128.5 小结 322第29章使用网络文件系统(NFS) 32329.1 什么是NFS 32329.1.1 NFS的历史 32329.1.2 为何使用NFS 32329.2 实现—NFS工作过程 32429.2.1 远程过程调用(RPC) 和外部数据表示(XDR) 32429.2.2 加载类型 32429.3 NFS使用的文件及命令 32529.3.1 NFS守护进程 32529.3.2 与NFS相关的文件 32729.3.3 NFS服务器命令 32929.3.4 NFS客户命令 33129.4 示例：共享及加载NFS文件系统 33329.5 NFS常见问题及解决方案 33429.5.1 不能加载 33429.5.2 不能卸载 33429.5.3 硬加载与软加载 33429.6 相关协议及产品 33429.6.1 WebNFS 33529.6.2 基于PC的NFS及其他客户端软件 33529.6.3 SMB和CIFS 33529.6.4 其他产品 33629.7 小结 336第八部分使用基于IP的应用第30章在应用中集成TCP/IP 33730.1 使用浏览器作为表示层 33830.2 不断增加的Internet应用 33830.3 在已有应用中集成TCP/IP 33930.4 在其他网络中使用TCP/IP 33930.4.1 NetBIOS与TCP/IP 33930.4.2 IPX与UDP 34030.4.3 ARCNET与TCP/IP 34030.5 小结 340第31章 Internet Email协议 34131.1 电子邮件 34131.1.1 电子邮件的历史 34131.1.2 标准及制定标准的组织 34131.2 X.400 34131.3 简单邮件传输协议(SMTP) 34331.3.1 MIME和SMTP 34331.3.2 其他编码标准 34431.3.3 SMTP命令 34431.3.4 SMTP状态码 34531.3.5 扩展SMTP 34531.3.6 检查SMTP的头 34631.3.7 SMTP的优势与不足 34731.4 使用POP和IMAP取回客户邮件 34731.4.1 邮局协议(POP) 34731.4.2 互联网邮件访问协议(IMAP) 34831.4.3 POP3与IMAP4的比较 34831.5 高级主题 34931.6 相关RFC文档及其他参考信息 35131.7 小结 352第32章 HTTP: World Wide Web 35332.1 万维网(WWW) 35332.1.1 Web简史 35332.1.2 Web的发展 35432.2 统一资源定位器 35432.3 Web服务器与浏览器 35532.4 理解HTTP 35632.4.1 HTTP/1.1 35632.4.2 MIME与Web 35832.4.3 HTTP通信示例 35832.5 高级主题 35932.5.1 服务器方功能 35932.5.2 SSL和S-HTTP 35932.6 Web语言 35932.6.1 HTML 36032.6.2 XML 36032.6.3 CGI 36132.6.4 Java 36132.6.5 JavaScript 36232.6.6 动态服务器页面 36232.7 Web的未来 36332.7.1 HTTP-ng 36332.7.2 IIOP 36332.7.3 IPv6 36332.7.4 IPP 36332.8 小结 364第33章 NNTP：互联网新闻组 36533.1 互联网新闻组 36533.2 新闻组和层次 36633.3 网络新闻传输协议 36733.3.1 获取新闻组 36733.3.2 获取消息 36933.3.3 发布消息 37033.4 大量广告(Spamming)和新闻黑洞 (Blackholing) 37133.5 小结 371第34章 Web服务 37334.1 Web服务工作概览 37334.2 主流Web服务器 37534.3 运行Apache HTTP Web服务 37634.3.1 下载、安装和配置Apache 37634.3.2 在Windows环境下使用Apache 38134.4 浏览其他Web服务器 38334.5 小结 383第九部分使用与管理TCP/IP网络第35章协议配置与调整 38535.1 系统的初始化问题 38535.2 配置文件 39035.2.1 在/etc/protocols文件中定义网络协议 39035.2.2 在/etc/hosts文件中标识主机 39135.2.3 TCP/IP与/etc/services文件 39235.2.4 inetd守护进程与/etc/inetd.conf 文件 39435.2.5 在/etc/networks文件中设置网络 39735.2.6 DNS客户与/etc/resolv.conf 39735.3 小结 398第36章配置DNS 39936.1 域名服务器 39936.2 资源记录 40036.3 域名解析 40136.4 配置UNIX或Linux域名服务器 (DNS) 40136.4.1 添加资源记录 40236.4.2 完成DNS文件 40236.4.3 启动DNS守护进程 40536.4.4 配置客户端 40536.5 Windows和域名服务器 40536.6 小结 406第37章网络管理 40737.1 制定网络监控方案 40737.2 网络问题及其解决方案 40837.3 网络管理工具 40837.3.1 使用协议分析器 40937.3.2 专家系统 41037.3.3 基于PC的分析器 41037.3.4 网络管理协议支持 41137.3.5 集成网络仿真/模型工具 41137.4 配置SNMP 41237.4.1 配置Windows SNMP 41337.4.2 配置UNIX SNMP 41437.4.3 SNMP安全属性 41437.4.4 SNMP代理与管理 41537.5 SNMP工具及命令 41637.6 RMON及相关的MIB模型 41737.7 建立网管需求 41737.8 小结 419第38章 SNMP：简单网络管理协议 42038.1 什么是SNMP 42038.2 管理信息基(MIB) 42138.3 使用SNMP 42138.4 UNIX与SNMP 42238.4.1 在UNIX和Linux上安装SNMP 42338.4.2 SNMP命令 42438.5 Windows与SNMP 42438.5.1 Windows NT 42538.5.2 Windows 95、Windows 98和 Windows 3.x 42538.6 小结 427第39章加强TCP/IP传输安全 42839.1 定义所需的网络安全 42839.1.1 什么是网络安全 42839.1.2 为什么网络安全非常重要 42939.1.3 安全级别 42939.1.4 口令与口令文件 43039.1.5 控制对口令的访问 43039.2 加强网络安全 43139.2.1 攻击种类 43139.2.2 加强网络安全 43239.3 应用配置 43439.3.1 Internet守护进程与 /etc/inetd.conf 43439.3.2 网络加密软件 43639.3.3 TCP Wrapper 43639.4 使用端口及可信端口 43739.4.1 防火墙 43739.4.2 包过滤 43739.4.3 应用层网关 43839.4.4 其他应用的过滤 43839.5 一般安全事务 43839.5.1 用户帐号维护 43839.5.2 审计 43839.5.3 正确的系统配置 43839.6 小结 438第40章问题解决工具及要点 44040.1 监视网络行为 44040.2 标准应用程序 44040.2.1 测试基本连接 44140.2.2 ping命令 44240.2.3 解决网络访问故障 44340.3 解决网络接口层问题 44940.4 解决网络层问题 44940.4.1 TCP/IP配置参数 44940.4.2 IP地址配置问题 45040.5 解决TCP和UDP问题 45340.6 解决应用层问题 45540.7 小结 455第十部分附录附录A RFC及标准化 457附录B Linux 469附录C 简写与缩略语 480

中文名: 算法导论原名: Introduction to Algorithms 作者: Thomas H.Cormen, 达特茅斯学院计算机科学系副教授 Charles E.Leiserson, 麻省理工学院计算机科学与电气工程系教授 Ronald L.Rivest, 麻省理工学院计算机科学系Andrew与Erna Viterbi具名教授 Clifford Stein, 哥伦比亚大学工业工程与运筹学副教授资源格式: PDF（完整书签目录）出版社: The MIT Press ISBN 978-0-262-03384-8 (hardcover : alk. paper)—ISBN 978-0-262-53305-8 (pbk. : alk. paper) 发行时间: 2009年09月30日地区: 美国语言: 英文 1 The Role of Algorithms in Computing 5 1.1 Algorithms 5 1.2 Algorithms as a technology 11 2 Getting Started 16 2.1 Insertion sort 16 2.2 Analyzing algorithms 23 2.3 Designing algorithms 29 3 Growth of Functions 43 3.1 Asymptotic notation 43 3.2 Standard notations and common functions 53 4 Divide-and-Conquer 65 4.1 The maximum-subarray problem 68 4.2 Strassen's algorithm for matrix multiplication 75 4.3 The substitution method for solving recurrences 83 4.4 The recursion-tree method for solving recurrences 88 4.5 The master method for solving recurrences 93 4.6 Proof of the master theorem 97 5 Probabilistic Analysis and Randomized Algorithms 114 5.1 The hiring problem 114 5.2 Indicator random variables 118 5.3 Randomized algorithms 122 5.4 Probabilistic analysis and further uses of indicator random variables 130 II Sorting and Order Statistics Introduction 147 6 Heapsort 151 6.1 Heaps 151 6.2 Maintaining the heap property 154 6.3 Building a heap 156 6.4 The heapsort algorithm 159 6.5 Priority queues 162 7 Quicksort 170 7.1 Description of quicksort 170 7.2 Performance of quicksort 174 7.3 A randomized version of quicksort 179 7.4 Analysis of quicksort 180 8 Sorting in Linear Time 191 8.1 Lower bounds for sorting 191 8.2 Counting sort 194 8.3 Radix sort 197 8.4 Bucket sort 200 9 Medians and Order Statistics 213 9.1 Minimum and maximum 214 9.2 Selection in expected linear time 215 9.3 Selection in worst-case linear time 220 III Data Structures Introduction 229 10 Elementary Data Structures 232 10.1 Stacks and queues 232 10.2 Linked lists 236 10.3 Implementing pointers and objects 241 10.4 Representing rooted trees 246 11 Hash Tables 253 11.1 Direct-address tables 254 11.2 Hash tables 256 11.3 Hash functions 262 11.4 Open addressing 269 11.5 Perfect hashing 277 12 Binary Search Trees 286 12.1 What is a binary search tree? 286 12.2 Querying a binary search tree 289 12.3 Insertion and deletion 294 12.4 Randomly built binary search trees 299 13 Red-Black Trees 308 13.1 Properties of red-black trees 308 13.2 Rotations 312 13.3 Insertion 315 13.4 Deletion 323 14 Augmenting Data Structures 339 14.1 Dynamic order statistics 339 14.2 How to augment a data structure 345 14.3 Interval trees 348 IV Advanced Design and Analysis Techniques Introduction 357 15 Dynamic Programming 359 15.1 Rod cutting 360 15.2 Matrix-chain multiplication 370 15.3 Elements of dynamic programming 378 15.4 Longest common subsequence 390 15.5 Optimal binary search trees 397 16 Greedy Algorithms 414 16.1 An activity-selection problem 415 16.2 Elements of the greedy strategy 423 16.3 Huffman codes 428 16.4 Matroids and greedy methods 437 16.5 A task-scheduling problem as a matroid 443 17 Amortized Analysis 451 17.1 Aggregate analysis 452 17.2 The accounting method 456 17.3 The potential method 459 17.4 Dynamic tables 463 V Advanced Data Structures Introduction 481 18 B-Trees 484 18.1 Definition of B-trees 488 18.2 Basic operations on B-trees 491 18.3 Deleting a key from a B-tree 499 19 Fibonacci Heaps 505 19.1 Structure of Fibonacci heaps 507 19.2 Mergeable-heap operations 510 19.3 Decreasing a key and deleting a node 518 19.4 Bounding the maximum degree 523 20 van Emde Boas Trees 531 20.1 Preliminary approaches 532 20.2 A recursive structure 536 20.3 The van Emde Boas tree 545 21 Data Structures for Disjoint Sets 561 21.1 Disjoint-set operations 561 21.2 Linked-list representation of disjoint sets 564 21.3 Disjoint-set forests 568 21.4 Analysis of union by rank with path compression 573 VI Graph Algorithms Introduction 587 22 Elementary Graph Algorithms 589 22.1 Representations of graphs 589 22.2 Breadth-first search 594 22.3 Depth-first search 603 22.4 Topological sort 612 22.5 Strongly connected components 615 23 Minimum Spanning Trees 624 23.1 Growing a minimum spanning tree 625 23.2 The algorithms of Kruskal and Prim 631 24 Single-Source Shortest Paths 643 24.1 The Bellman-Ford algorithm 651 24.2 Single-source shortest paths in directed acyclic graphs 655 24.3 Dijkstra's algorithm 658 24.4 Difference constraints and shortest paths 664 24.5 Proofs of shortest-paths properties 671 25 All-Pairs Shortest Paths 684 25.1 Shortest paths and matrix multiplication 686 25.2 The Floyd-Warshall algorithm 693 25.3 Johnson's algorithm for sparse graphs 700 26 Maximum Flow 708 26.1 Flow networks 709 26.2 The Ford-Fulkerson method 714 26.3 Maximum bipartite matching 732 26.4 Push-relabel algorithms 736 26.5 The relabel-to-front algorithm 748 VII Selected Topics Introduction 769 27 Multithreaded Algorithms Sample Chapter - Download PDF (317 KB) 772 27.1 The basics of dynamic multithreading 774 27.2 Multithreaded matrix multiplication 792 27.3 Multithreaded merge sort 797 28 Matrix Operations 813 28.1 Solving systems of linear equations 813 28.2 Inverting matrices 827 28.3 Symmetric positive-definite matrices and least-squares approximation 832 29 Linear Programming 843 29.1 Standard and slack forms 850 29.2 Formulating problems as linear programs 859 29.3 The simplex algorithm 864 29.4 Duality 879 29.5 The initial basic feasible solution 886 30 Polynomials and the FFT 898 30.1 Representing polynomials 900 30.2 The DFT and FFT 906 30.3 Efficient FFT implementations 915 31 Number-Theoretic Algorithms 926 31.1 Elementary number-theoretic notions 927 31.2 Greatest common divisor 933 31.3 Modular arithmetic 939 31.4 Solving modular linear equations 946 31.5 The Chinese remainder theorem 950 31.6 Powers of an element 954 31.7 The RSA public-key cryptosystem 958 31.8 Primality testing 965 31.9 Integer factorization 975 32 String Matching 985 32.1 The naive string-matching algorithm 988 32.2 The Rabin-Karp algorithm 990 32.3 String matching with finite automata 995 32.4 The Knuth-Morris-Pratt algorithm 1002 33 Computational Geometry 1014 33.1 Line-segment properties 1015 33.2 Determining whether any pair of segments intersects 1021 33.3 Finding the convex hull 1029 33.4 Finding the closest pair of points 1039 34 NP-Completeness 1048 34.1 Polynomial time 1053 34.2 Polynomial-time verification 1061 34.3 NP-completeness and reducibility 1067 34.4 NP-completeness proofs 1078 34.5 NP-complete problems 1086 35 Approximation Algorithms 1106 35.1 The vertex-cover problem 1108 35.2 The traveling-salesman problem 1111 35.3 The set-covering problem 1117 35.4 Randomization and linear programming 1123 35.5 The subset-sum problem 1128 VIII Appendix: Mathematical Background Introduction 1143 A Summations 1145 A.1 Summation formulas and properties 1145 A.2 Bounding summations 1149 B Sets, Etc. 1158 B.1 Sets 1158 B.2 Relations 1163 B.3 Functions 1166 B.4 Graphs 1168 B.5 Trees 1173 C Counting and Probability 1183 C.1 Counting 1183 C.2 Probability 1189 C.3 Discrete random variables 1196 C.4 The geometric and binomial distributions 1201 C.5 The tails of the binomial distribution 1208 D Matrices 1217 D.1 Matrices and matrix operations 1217 D.2 Basic matrix properties 122

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