信息與係統/21世紀高等院校電子信息與電氣學科係列規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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嶽振軍 編

圖書標籤:

• 信息與係統
• 電子信息
• 電氣學科
• 規劃教材
• 高等教育
• 21世紀
• 電子工程
• 信息技術
• 係統工程
• 教材

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111239529

版次：1

商品編碼：10504496

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2008-06-01

用紙：膠版紙

頁數：246

正文語種：中文

內容簡介

《21世紀高等院校電子信息與電氣學科係列規劃教材：信息與係統》主要闡述確定性信號的時域和頻域分析基本方法，綫性時不變係統的描述與特性，以及確定性信號通過綫性時不變係統的時域與變換域分析方法。
《21世紀高等院校電子信息與電氣學科係列規劃教材：信息與係統》的主要內容包括概論，信號分析理論基礎，綫性時不變係統分析方法，確定性信號通過綫性時不變係統，工程應用實例。按照信號分析，信號通過係統響應求解，係統分析和應用實例的結構體係，以需求為牽引，以問題解決為導嚮，將傳統教材以介紹方法為主綫改進為以解決問題為主綫，實現瞭與MATLAB工具的無縫對接。《21世紀高等院校電子信息與電氣學科係列規劃教材：信息與係統》結構新穎，概念清晰，推理嚴謹，注重方法，例證豐富，行文流暢，簡明易懂，兼顧瞭課堂教學和自學需要。
《21世紀高等院校電子信息與電氣學科係列規劃教材：信息與係統》可作為工程性質較強的高等院校電子工程、通信工程、信息工程、自動控製工程、計算機科學與技術、信息與計算科學等專業的本科生教材，也可供相關科技工作者自學參考。

目錄

序
前言
第1章 概論
1.1 引言
1.2 關於MATLAB
1.2.1 MATLAB入門
1.2.2 MATLAB的數值計算功能
1.2.3 MATLAB的二維圖形功能

1.3 信號的概念與基本運算
1.3.1 工程中的信號
1.3.2 信號的分類
1.3.3 典型信號
1.3.4 連續信號的基本運算與時域變換
1.3.5 連續信號的分解

1.4 係統的概念
1.4.1 係統描述
1.4.2 係統的特性和分類
1.4.3 LTI係統及其對輸入的響應
習題

第2章 信號的捲積與變換
2.1 引言
2.2 捲積與相關
2.2.1 捲積和
2.2.2 捲積積分
2.2.3 相關

2.3 傅裏葉變換
2.3.1 周期函數的傅裏葉展開
2.3.2 周期函數的對稱性與其諧波分量的關係
2.3.3 傅裏葉變換
2.3.4 傅裏葉變換的性質

2.4 拉普拉斯變換
2.4.1 拉普拉斯變換的概念
2.4.2 典型信號的拉普拉斯變換
2.4.3 拉普拉斯變換的性質
2.4.4 拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係
2.4.5 拉普拉斯逆變換

2.5 Z變換
2.5.1 Z變換的定義與收斂域
2.5.2 Z逆變換
2.5.3 Z變換的性質
2.5.4 Z變換與拉普拉斯變換之間的關係
習題

第3章 信號的頻譜分析
3.1 引言
3.2 信號的頻譜
3.2.1 正弦信號的頻域錶示
3.2.2 周期信號的頻譜
3.2.3 非周期信號的頻譜
3.2.4 信號頻譜的常用性質
3.2.5 功率譜與能量譜

3.3 抽樣定理
3.3.1 時域抽樣及其頻譜
3.3.2 抽樣定理

3.4 離散時間傅裏葉變換與離散傅裏葉變換
3.4.1 離散時間傅裏葉變換
3.4.2 離散傅裏葉變換
習題

第4章 綫性時不變係統對輸入的響應
4.1 引言
4.2 連續時間係統的時域錶示
4.2.1 連續時間LTI係統的時域模型
4.2.2 算子錶示法

4.3 LTI係統的響應分解
4.3.1 齊次解和特解
4.3.2 零輸入響應和零狀態響應

4.4 連續時間係統的時域分析法
4.4.1 常係數綫性微分方程求解——經典法
4.4.2 零輸入響應的求解
4.4.3 單位衝激響應和單位階躍響應
4.4.4 零狀態響應的求解
4.4.5 各種響應之間的關係

4.5 連續時間係統的頻域分析法
4.5.1 連續時間係統的頻域模型
4.5.2 頻域係統函數
4.5.3 零狀態響應的求解

4.6 連續時間係統的復頻域分析法
4.6.1 連續時間係統的復頻域模型
4.6.2 零輸入響應的求解
4.6.3 復頻域係統函數
4.6.4 零狀態響應的求解
4.6.5 利用S域分析求解係統的全響應
4.6.6 極點與響應的關係

4.7 離散時間係統的時域錶示
4.7.1 離散時間係統的時域模型
4.7.2 移序算子

4.8 離散時間係統的時域分析法
4.8.1 迭代法
4.8.2 經典法
4.8.3 零輸入響應
4.8.4 單位樣值響應
4.8.5 零狀態響應
4.8.6 用雙零法求完全響應

4.9 離散時間係統的Z域分析法
4.9.1 離散時間係統的Z域模型
4.9.2 零輸入響應
4.9.3 零狀態響應和係統函數
4.9.4 全響應
習題

第5章 係統分析及應用
5.1 引言
5.2 連續時間係統的係統分析
5.2.1 係統零極點
5.2.2 係統零極點與時域特性的關係
5.2.3 係統零極點與係統頻率特性的關係
5.2.4 係統穩定性

5.3 離散時間係統分析
5.3.1 係統零極點與時域特性的關係
5.3.2 係統零極點與係統頻率特性的關係
5.3.3 係統穩定性

5.4 係統的因果性
5.4.1 因果係統的概念
5.4.2 連續時間係統的因果性與判彆
5.4.3 離散時間係統的因果性與判彆
5.5 信號通過綫性時不變係統不失真的條件

5.6 調製與解調
5.6.1 調製與解調的概念
5.6.2 雙邊帶調製
5.6.3 單邊帶調製
5.6.4 振幅調製

5.7 頻分復用與時分復用
5.7.1 頻分復用
5.7.2 時分復用
習題
第6章 濾波器
6.1 引言
6.2 理想模擬濾波器及其衝激響應
6.2.1 理想模擬濾波器
6.2.2 理想低通濾波器的衝激響應

6.3 模擬濾波器的實現
6.3.1 模擬濾波器的一些典型逼近函數
6.3.2 模擬濾波器的頻率變換

6.4 數字濾波器
6.4.1 數字濾波器的基本原理
6.4.2 FIR與IIR濾波器的頻響特性

6.5 數字濾波器的基本結構
6.5.1 IIR數字濾波器的結構
6.5.2 FIR數字濾波器的結構
習題
部分習題答案
參考文獻

精彩書摘

第1章 概論
1.1 引言
人類的任何社會活動都包含著信息的傳遞和處理。信息必須由信號攜帶通過係統傳輸。本書介紹信號與係統分析的基本方法，為讀者進一步學習後繼專業課程奠定必要的理論基礎。
通過觀察對象隨某一自變量變化而變化的情況來研究對象，是科學研究的重要方法之一。如果自變量取為時間t，則相應的方法稱為時域方法。時域方法與我們的客觀感受完全一緻，因而易於理解和接受，但在工程上，利用變量替換方法把自變量變為其他量，有時會更方便，這稱為變換域方法。經典的意義上，信號與係統可以以時間為自變量進行分析，也可以通過傅裏葉變換以頻率為自變量進行分析，或通過拉普拉斯變換以復頻率為自變量進行分析，對離散信號與係統，可以通過z變換以z為自變量進行分析。
科學研究的另一個方法是化繁為簡。現實世界裏的對象往往都很復雜，為便於研究，人們提煉或抽象齣一些簡單的特例或理想情況，對其進行充分研究，再按某種規則推及復雜的對象。特彆是當研究對象具備綫性結構時，一般情況可以寫成特殊情況的綫性組閤，這樣對一般對象的研究就轉化成瞭對特殊情況和綫性運算性質的研究，問題得到大大簡化。
以上兩種方法構成瞭本書的方法論基礎。
本書以通信和信號處理理論為背景，以某些特殊的信號與係統在時域、頻域、復頻域和z域的分析為例，介紹信號與係統的分析方法，以及一些初步的應用。

前言/序言

　　《信號與係統》課程曆經數十年建設，無論體係或內容都已相當成熟，要想寫齣高質量、有創建性的新教材，難度很大。解放軍理工大學嶽振軍等教師，在定位於應用型人纔培養的基礎上，編寫瞭這本教材。

《信號的奧秘：從理論到應用》 內容簡介 本書深入淺齣地剖析瞭信號的生成、傳播、處理和分析的 fundamental 理論，並廣泛探討瞭其在現代科技領域中的 pivotal 應用。我們旨在為讀者構建一個紮實的信號理論基礎，同時揭示信號技術如何驅動著通信、控製、醫學影像、音頻處理等諸多前沿學科的發展。 第一部分：信號的數學語言 本部分是理解後續內容的基礎。我們首先從數學的角度，係統地介紹瞭信號的基本概念。 信號的定義與分類： 信號是信息的一種載體，它隨時間或空間的變化而改變。我們將詳細討論連續時間信號和離散時間信號，以及它們的類 似性與差異性。信號還可以根據其性質分為周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等，我們會在不同章節中根據需要引入這些概念。 基本信號單元： 介紹構成復雜信號的基本元素，如單位衝激信號（Dirac Delta Function）和單位階躍信號（Heaviside Step Function）。它們在信號分析和係統建模中扮演著至關重要的角色。我們將詳細解釋它們的數學定義、性質以及在係統響應分析中的作用。 傅裏葉變換： 這是信號分析中最 powerful 的工具之一。我們將從時域信號過渡到頻域，解釋傅裏葉級數和傅裏葉變換如何將信號分解為其 constituent 頻率成分。深入探討傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積定理等，並展示如何利用它們來分析信號的頻譜特性。我們將通過大量的例子，例如方波、三角波的傅裏葉變換，來幫助讀者理解理論。 拉普拉斯變換： 針對更廣泛的係統，特彆是包含初始條件的係統，拉普拉斯變換提供瞭比傅裏葉變換更 general 的分析方法。我們將講解單邊拉普拉斯變換，包括其收斂域的概念，以及如何利用它來求解綫性常係數微分方程，從而分析係統的瞬態和穩態響應。 Z變換： 對應於離散時間信號和係統，Z變換扮演著與拉普拉斯變換在連續域相似的角色。我們將介紹Z變換的定義、性質，以及如何利用它來分析離散時間係統的頻率響應和穩定性。這對於理解數字信號處理至關重要。 第二部分：信號與係統的交互 信號的價值在於它能夠攜帶信息，而係統則是處理和轉換這些信息的核心。本部分將重點闡述信號與係統之間的關係。 綫性時不變（LTI）係統： 這是信號處理中最 fundamental 的係統模型。我們將深入分析LTI係統的核心特性：疊加性和時移不變性。重點講解係統的衝激響應，以及如何利用捲積來描述LTI係統對任意輸入信號的輸齣。 係統函數與頻率響應： 通過拉普拉斯變換和Z變換，我們可以得到係統的係統函數（傳遞函數），它描述瞭係統在不同頻率下的增益和相位特性，即頻率響應。我們將詳細分析頻率響應，例如低通、高通、帶通濾波器，以及它們在信號去噪和特徵提取中的應用。 係統分析與穩定性： 學習如何利用係統函數（零極點分析）來判斷LTI係統的穩定性。理解係統穩定性的重要性，並探討其與係統響應的關係。 反饋係統： 引入反饋的概念，分析正反饋和負反饋對係統性能的影響，以及它們在控製係統和振蕩器設計中的作用。 第三部分：數字信號處理基礎 隨著數字技術的飛速發展，數字信號處理（DSP）已成為現代電子信息技術不可或缺的一部分。本部分將聚焦於數字信號的處理技術。 離散時間信號的采樣與重建： 詳細介紹采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem），理解采樣率與信號帶寬的關係。探討理想采樣和實際采樣中的混疊現象，以及抗混疊濾波器的作用。講解信號的重建過程，例如插值技術。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 介紹DFT如何將離散時間信號的頻譜信息計算齣來。重點講解FFT算法，它極大地提高瞭DFT的計算效率，是許多現代信號處理算法的基礎。 數字濾波器設計： 介紹兩種主要的數字濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。探討它們的設計原理、優缺點，以及常見的濾波器設計方法，如巴特沃斯、切比雪夫、凱撒窗法等。 數字信號處理的應用實例： 通過具體的例子，例如音頻信號的壓縮（MP3）、圖像的邊緣檢測、語音識彆中的特徵提取等，展示數字信號處理在實際中的強大能力。 第四部分：信號處理的進階主題與應用 本部分將進一步拓展信號處理的理論和應用範圍，觸及更廣泛的領域。 隨機信號與噪聲： 引入隨機過程的概念，描述不可預測的信號，如通信中的噪聲。學習如何用概率統計的方法來描述和分析隨機信號，包括自相關函數、互相關函數、功率譜密度等。 參數估計與信號檢測： 探討如何在含有噪聲的信號中提取有用信息，例如信號的幅值、頻率的估計。介紹基本的信號檢測理論，例如 Neyman-Pearson 準則。 多速率信號處理： 介紹信號升采樣和降采樣的技術，以及它們在不同采樣率係統之間的信號轉換中的作用。 小波變換： 作為傅裏葉變換的有力補充，小波變換能夠同時提供時間和頻率的信息，非常適閤分析非平穩信號。我們將介紹小波變換的基本原理和應用。 現代通信係統中的信號處理： 探討信號處理在無綫通信、光通信、衛星通信等現代通信技術中的核心作用，例如調製解調、信道編碼、多址技術等。 其他應用領域： 簡要介紹信號處理在醫學影像（CT、MRI）、地球物理勘探、機械故障診斷、生物信號分析等領域的應用。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 深刻理解信號的數學本質和時頻域分析方法。 掌握綫性時不變係統的基本理論和分析技巧。 熟悉數字信號處理的核心技術，包括采樣、DFT、FFT和數字濾波器設計。 認識信號處理在通信、控製、信息處理等眾多現代科技領域中的 pivotal 地位和廣泛應用。 具備進一步深入學習信號處理相關專業知識的堅實基礎。 本書力求理論與實踐相結閤，通過豐富的例題和習題，幫助讀者鞏固所學知識，培養分析和解決實際信號處理問題的能力。我們相信，掌握信號的理論和處理技術，就是掌握現代信息世界的一把鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

說實話，當拿到這本《信息與係統》時，我並沒有抱有太高的期望，畢竟作為一本規劃教材，通常會比較中規中矩。然而，這本書在很多細節上的處理，卻給瞭我不少驚喜。首先，其語言風格非常適閤我們這樣的學習者，不生澀，不晦澀，即使是麵對一些前沿或者抽象的概念，作者也能用相對通俗易懂的方式去闡釋。例如，在關於網絡通信的章節裏，作者通過類比現實生活中的“交通係統”，形象地解釋瞭TCP/IP協議族的層級結構以及數據包的傳輸過程，這讓我一下子就抓住瞭核心要義，而不是被一堆協議名稱繞暈。其次，書中的插圖和圖錶運用得恰到好處，它們不僅僅是簡單的裝飾，而是能夠直觀地輔助理解復雜的概念，例如在講解信號的時域和頻域變換時，書中提供的圖形化展示，比單純的數學公式更能幫助我建立直觀的認識。另外，書中在每個章節的結尾，都會設置一些思考題和拓展閱讀，這極大地激發瞭我的主動學習欲望。我嘗試著去解答那些問題，去查閱那些推薦的文獻，感覺自己的知識麵和解決問題的能力都在悄悄地提升。這本教材，仿佛是一位循循善誘的良師益友，在潛移默化中引領我探索知識的海洋。

評分☆☆☆☆☆

作為一名希望在信息科學領域有所建樹的學生，我一直在尋找一本能夠真正點燃我研究熱情，並且提供紮實理論基礎的教材。《信息與係統》這本書，無疑滿足瞭我的這一期待。它在知識的呈現上，展現齣一種獨特的“全局觀”。在講解信息技術各個分支（如信號處理、通信原理、計算機網絡、信息安全等）時，這本書並沒有將它們孤立地呈現在讀者麵前，而是強調瞭它們之間的內在聯係和相互依賴。我喜歡書中在介紹數字信號處理時，是如何將它與通信係統的調製解調、以及圖像視頻的壓縮技術聯係起來的。這種跨領域的整閤，讓我看到瞭信息技術各個分支如何協同工作，共同構建起我們現在所知的數字世界。而在係統工程的部分，作者對不同層次的係統分析方法（如功能分析、性能分析、可靠性分析）的介紹，讓我能夠更有條理地去理解和設計復雜的係統。尤其是在關於係統集成和驗證的部分，書中強調瞭在整個生命周期中持續進行驗證的重要性，這對我日後參與實際項目具有非常重要的指導意義。總而言之，這本教材以其深刻的洞察力、廣闊的視野和嚴謹的邏輯，為我打開瞭一扇通往信息與係統核心世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

作為一個剛踏入信息與係統領域的學生，我一直渴望能找到一本既能打下堅實基礎，又能引領我窺探前沿的教材。翻閱市麵上琳琅滿目的書籍，許多要麼過於理論化，要麼過於偏重某一方麵，讓我難以找到一本真正契閤我需求的。直到我接觸到這本《信息與係統》，我纔真正感受到瞭一份驚喜。首先，這本書的章節編排邏輯清晰，從最基礎的概念入手，逐步深入到復雜的係統分析和設計。例如，在信息論部分，作者並沒有僅僅羅列公式，而是通過生動的比喻和實際的案例，將信息熵、信道容量等抽象的概念變得觸手可及。我尤其喜歡其中關於香農極限的講解，它讓我對通信的本質有瞭更深刻的理解，也激發瞭我對信息傳輸效率優化的興趣。而在係統工程的部分，作者對係統建模、仿真以及優化算法的介紹，也讓我認識到理論知識在解決實際問題中的強大力量。書中對各種係統模型（如離散事件係統、連續係統）的闡述，以及對不同仿真方法的比較，都為我後續的學習指明瞭方嚮。總而言之，這本書的知識廣度和深度都恰到好處，既滿足瞭初學者的求知欲，也為我未來的深入研究提供瞭堅實的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，信息與係統這個領域，是連接各種高科技的橋梁。而一本好的教材，應該能夠幫助我們搭建起這座橋梁，而不是讓我們迷失在橋下的叢林中。這本《信息與係統》在這方麵做得非常到位。我尤其欣賞作者在處理“係統”這個概念時所展現齣的廣闊視野。它不僅僅局限於傳統的計算機係統或者通信係統，而是將信息流動的整個生態都納入瞭考量範圍。從信息的産生、采集、存儲、傳輸，到信息的處理、分析、決策和應用，這本書都進行瞭相對係統的論述。在數據處理的部分，作者不僅介紹瞭各種數據挖掘和機器學習的基礎算法，還強調瞭數據預處理和特徵工程的重要性，這讓我認識到，即便是最先進的算法，也需要高質量的數據作為基礎。在係統設計的部分，書中關於容錯性、可伸縮性和安全性的討論，也讓我對構建健壯的係統有瞭更深刻的理解。我發現，這本書不僅僅是關於“怎麼做”，更是關於“為什麼這麼做”的深度思考。它鼓勵我們去理解技術背後的邏輯，去權衡不同的設計方案，去做齣最優的選擇。這本教材，給我帶來的不僅僅是知識的積纍，更是解決復雜問題的能力和方法論的提升。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的評價，可以說是在經曆瞭一番“尋覓”後的意外收獲。我一直覺得，電子信息與電氣學科的教材，很多時候會陷入“技術堆砌”的陷阱，缺乏對事物本質的深入剖析，也忽略瞭學生思維方式的培養。而這本《信息與係統》，恰恰在這方麵做得相當齣色。書中對於“信息”這個概念的定義和理解，就超越瞭簡單的二進製編碼。它探討瞭信息的載體、傳遞、處理以及應用中的各種形態，從數字信號到模擬信號，從數據壓縮到信息安全，都進行瞭比較全麵的梳理。我印象深刻的是關於信息冗餘和糾錯碼的章節，它不僅解釋瞭為什麼需要冗餘，更重要的是說明瞭如何巧妙地利用冗餘來提高係統的魯棒性。這讓我意識到，看似簡單的技術背後，蘊含著深刻的數學原理和工程智慧。在係統層麵，作者並沒有將復雜的係統拆解成孤立的模塊，而是強調係統整體的協調性和相互作用。通過對不同係統架構的分析，以及對係統集成和測試的探討，我開始形成一種“大局觀”，能夠從宏觀的角度去審視一個復雜的信息係統。這本書的價值，在於它不僅僅傳授知識，更重要的是塑造一種科學的思維模式，一種對信息和係統內在規律的深刻洞察。