信號、係統及推理 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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☆☆☆☆☆

[美] 艾倫 V. 奧本海姆（Alan V. Oppenheim），喬治 C.維基斯（George C 著，李玉柏譯

圖書標籤:

信號處理
係統分析
電路分析
控製係統
數學建模
推理方法
通信原理
電子工程
自動化
高等數學

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齣版社：機械工業齣版社

ISBN：9787111573906

版次：1

商品編碼：12189241

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名：國外電子與電氣工程技術叢書

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

用紙：膠版紙

頁數：335

具體描述

編輯推薦

MIT教授、美國國傢工程院院士.奧本海姆的全新力作,作者學術地位高、內容滿足當下工業界要求--掌握復雜工程問題的信號分析和處理方法，是大學《信號與係統》基礎課程之後高級課程的必備教材！

內容簡介

本書詳細闡述瞭確定性信號與係統的性質和錶示形式，包括群延遲和狀態空間模型的結構與行為；引入瞭相關函數和功率譜密度來描述和處理隨機信號，是作者其在MIT開展的二十餘年的課程建設的知識體係的拓展和延伸，提齣瞭“推理”的定義是結閤先驗知識和可用的信號量測來歸納不確定性的存在性，從而領引信號與係統後續課程建設。

作者簡介

艾倫 V. 奧本海姆（Alan V. Oppenheim）

美國麻省理工學院（MIT）電氣與計算機科學係教授，MIT電子學研究實驗室（RLE）首席研究員，美國國傢工程院院士，IEEE會士，研究領域為通用領域的信號處理及應用。曾因齣色的科研和教學工作多次獲奬，包括IEEE教育勛章、IEEE成立百年傑齣貢獻奬、IEEE在聲學、語音和信號處理領域的社會與技術成就奬等。

前言/序言

前　　言本書基於大學本科課程內容並有適當的延伸和拓展，目前我們在MIT電氣工程係和計算機科學係都開設瞭相應的課程。選課的學生大多是不同工程學科分支的大三和大四學生，也有應用科學專業的本科生和研究生。學習這門課程一般要求學生修過兩門先修課程：一門是關於信號與係統時域和頻域分析方法的導論課程；另一門是關於概率的導論課程。大多數工程專業的學生都在學位課程的早期階段完成瞭這兩門課程的學習。“信號與係統”課程總是與微分方程相關，也涉及一些基本的綫性代數知識。

在許多工程院係，對應用數學特彆感興趣的學生往往會選修一門控製、信號處理或者通信等更專業的本科生課程。除瞭專業性以外，這類課程通常研究的是確定性信號與係統。而我們的目標是融閤信號、係統和概率的相關知識，構建更深入的基礎知識體係，以引起更多學生的興趣。因此對於工程院係和應用科學係來說，本書既可以是本科生的基礎教材，也可以是更高階本科課程的理論基礎，甚至作為研究生課程的導論部分。

選擇本書作為教材的課程中，關於信號與係統的描述對學生來說通常是新的，比如，通過相關函數和功率譜密度來描述的隨機信號及其特徵。課程中會介紹一些新的信號與係統特性，如狀態空間模型、可達性和可觀測性、最佳濾波器和群延遲。同時該課程還強調瞭基於模型的推理方法，特彆是狀態估計、信號估計和信號檢測部分。

盡管現有的各種教材也涉及瞭該課程的部分內容，但我們始終沒有找到一本覆蓋所有想要討論內容的教材。於是首先有瞭相關講義，這也是比較容易實現的部分，然後最終形成瞭本書。在這個過程中，我們不斷地嘗試改進和完善課程內容，並調整它們之間的相互順序。期間，我們也不時將某部分內容包括進來或者刪除。多次嘗試得齣的結論是，我們甚至無法在一個學期的課程中講授完信息論的基本概念，盡管這些概念對通信係統和推理（更一般情況下）來說非常重要。

正如本書開場白所述，信號、係統和概率一直並將繼續是非常有用的知識體係組閤，可用於研究信號處理、控製、通信、金融工程、生物醫學，以及許多其他涉及連續時間或離散時間並且被乾擾、噪聲或不確定因素影響的動態變化過程領域。這也是構建全書結構和內容的基礎與前提。

本書由4個部分組成。第1章和第2章簡要概述瞭綫性時不變（Linear Time Invariant,LTI）係統的假定條件，部分素材內容可能並不常見。這兩章的關鍵目的是為後續章節建立起統一的標記符號和概念。第3章討論瞭數字通信中脈衝幅度調製的應用。

第4~6章專注於狀態空間模型的研究，主要討論瞭單輸入單輸齣的LTI情況。其內容很大程度上圍繞這些係統的特徵模式展開，並簡單假設在不同的固有頻率下。本書的這部分內容為LTI係統的狀態觀測器引入瞭基於模型的推理概念，也討論瞭相關的反饋控製方案。

第7~9章簡要概述瞭假定的概率前提條件，包括對靜態隨機變量的估計和假設檢驗。正如第1章和第2章一樣，我們認為在迴顧學生可能在早期概率課程中學過的知識的同時，建立本書獨有的概率相關符號和概念非常重要。此外，這部分的部分內容，特彆是假設檢驗，可能對一些學生來說比較陌生。

第10~13章討論瞭廣義平穩隨機信號，以及這些信號經LTI濾波後的輸齣信號。相關函數和功率譜密度的特徵和解釋可以用來研究典型的信號估計和信號檢測問題。第12章重點討論的是綫性最小均方誤差的信號估計，也就是維納濾波。第13章的重點是匹配濾波相關的最佳方案的信號檢測。

正如經常所說的，課程的目的是引導學生發現問題而不是解決掉所有問題。本著這種精神，每章的最後一節都給齣瞭延伸閱讀。在這些簡短的小節中，我們不是一一羅列參考文獻，而是對參考素材蘊含的豐富學習資源給齣建議。我們給齣的文獻全部都是書籍而不是論文，而且每次引用都僅限於該書對應的部分。

每一章都包含大量的習題，分為基礎習題、高級習題和擴展習題。基礎習題對大多數學生來說比較容易；高級習題可能要求高些；擴展習題常常會涉及一些超齣本章內容的問題。某些習題需要仿真或者采用閤適的計算包來進行計算。鑒於這些計算包的多樣性和普遍性，我們並沒有圍繞任何特定平颱來構建計算習題。

本書的內容遠多於一學期的課程所能教授的，所以教師或者自學者可以根據需要進行選擇。這麼多年，我們嘗試過不同的選擇。如果是更偏嚮於通信或者信號處理專業的課程，第4~6章（狀態空間模型）可以略去，或者隻做簡單介紹。如果是更偏嚮於控製專業的課程，第3章、第9章和第13章可以考慮選修。

前麵給齣瞭兩種選講方案，接下來詳細概述我們目前采用的課程安排。該課程每周兩次大課，大約需要13周。大課與相同數量的小班討論課交織進行，其中小班討論課對大課中的特定問題進行更多交互式的討論，並且解答每周的作業。除此之外，我們也會選擇性指導小班討論課。最後還組織瞭晚上“公共休息室”，每周多次允許學生聚集在教室裏相互討論；當他們做作業的時候，還會有一位教師在現場指導。

在教學過程中，我們總是強調習題更像是對概念和知識體係進行學習與匯總的過程，而不是一次測驗

《宇宙奇點：量子糾纏與時空漣漪的奧秘》序言自古以來，人類對宇宙的探索從未停止。我們仰望星空，思考著天體的運行規律，試圖理解那超越我們感官認知的浩瀚。從亞裏士多德的宇宙模型到牛頓的萬有引力定律，再到愛因斯坦的相對論，每一次理論的飛躍都極大地拓展瞭我們對宇宙的認知邊界。然而，隨著科學的深入，我們發現宇宙的奧秘遠比我們想象的更為復雜和奇妙。量子力學揭示的微觀世界的奇異現象，以及相對論描繪的宏觀時空的彎麯，似乎預示著存在著某種更深層次的統一理論，能夠解釋這一切。《宇宙奇點：量子糾纏與時空漣漪的奧秘》正是這樣一部旨在探索這些前沿物理學領域，並嘗試構建一個更全麵宇宙圖景的學術著作。它並非一本關於基礎信號處理或係統理論的教科書，而是專注於現代物理學中最具挑戰性和革命性的兩個分支：量子糾纏和時空漣漪。本書將帶領讀者深入理解這兩個概念的內在邏輯，並探討它們可能如何相互關聯，共同塑造我們所處的宇宙。第一部分：量子糾纏的深邃之美量子糾纏，這個被愛因斯坦稱為“幽靈般的超距作用”的現象，是量子力學中最令人費解卻又最令人著迷的特性之一。它挑戰瞭我們基於經典物理學的直覺，揭示瞭微觀粒子之間一種超越空間距離的緊密聯係。量子比特與疊加態：本部分將從介紹量子信息論的基本概念入手，闡述量子比特（qubit）與經典比特（bit）的區彆。我們將深入探討疊加態（superposition）的原理，即一個量子比特可以同時處於0和1的疊加狀態，直到被測量時纔會坍縮到其中一個確定的狀態。通過具體的數學模型和物理實例，讀者將直觀地理解疊加態的非經典性質。糾纏的形成與特性：接著，我們將詳細講解量子糾纏的形成機製。通過貝爾態（Bell states）等關鍵例子，我們會展示兩個或多個量子比特如何通過特定方式耦閤，形成一種整體性質。一旦糾纏形成，無論它們相距多遠，測量其中一個粒子的狀態都會瞬間影響到其他糾纏粒子的狀態。我們將深入分析糾纏的非局域性（non-locality）、不可分離性（inseparability）以及量子隱形傳態（quantum teleportation）等核心概念，解釋為何這種關聯不是簡單的經典相關性。糾纏在信息科學中的應用：量子糾纏並非純粹的理論遊戲，它在信息科學領域展現齣巨大的潛力。本部分將探討量子計算（quantum computation）如何利用糾纏來執行經典計算機無法比擬的計算任務，例如Shor算法和Grover算法。此外，我們還將介紹量子通信（quantum communication）和量子密鑰分發（quantum key distribution, QKD）等應用，說明糾纏如何保證信息的絕對安全。哲學與物理的交匯：量子糾纏的奇異性也引發瞭深刻的哲學討論。我們將審視糾纏對實在論、決定論以及我們對因果關係的理解提齣的挑戰。通過迴顧玻爾（Bohr）與愛因斯坦（Einstein）關於量子力學詮釋的著名爭論，以及對各種量子力學解釋（如哥本哈根解釋、多世界解釋等）的探討，讀者將有機會思考量子糾纏背後更深層的哲學意涵。第二部分：時空漣漪的宇宙迴響如果說量子糾纏揭示瞭微觀世界的奇妙連接，那麼時空漣漪（spacetime ripples），即引力波（gravitational waves），則為我們打開瞭觀測宇宙宏大事件的新窗口，並加深瞭我們對愛因斯坦廣義相對論的理解。廣義相對論的基石：本部分將首先迴顧廣義相對論的核心思想，即引力並非一種力，而是由質量和能量引起的時空彎麯的錶現。我們將詳細介紹愛因斯坦場方程（Einstein field equations），並解釋它是如何描述物質與時空相互作用的。引力波的産生與傳播：接著，我們將深入探討引力波的産生機製。當大質量物體（如黑洞、中子星）發生劇烈運動時，它們會擾動周圍的時空，産生嚮外傳播的引力波。我們將分析不同類型的引力波源（如雙黑洞並閤、雙中子星碰撞、超新星爆發等）所産生的引力波的特性，包括其頻率、振幅和極化等。引力波的探測與觀測：本部分將重點介紹人類如何探測這些極其微弱的時空漣漪。我們將詳細講解LIGO（激光乾涉引力波天文颱）和Virgo等引力波探測器的原理，包括其巨大的乾涉儀設計、高靈敏度的光學係統以及如何區分引力波信號與各種噪聲。我們將迴顧近年來一係列裏程碑式的引力波探測事件，例如2015年首次探測到的雙黑洞並閤産生的引力波（GW150914），以及2017年首次探測到的雙中子星碰撞産生的引力波，並深入分析這些觀測數據對我們理解宇宙的重大意義。引力波與宇宙學：引力波的觀測為宇宙學研究提供瞭全新的工具。我們將探討引力波如何幫助我們測量宇宙的膨脹速率（哈勃常數），研究緻密天體的性質，甚至可能探測到宇宙大爆炸早期産生的原始引力波，從而揭示宇宙的起源和演化。第三部分：糾纏與漣漪的交織——量子引力猜想本書的第三部分將是本書的核心創新之處，它將嘗試探討量子糾纏與時空漣漪這兩個看似獨立的物理現象之間可能存在的深層聯係，並觸及目前物理學中最前沿、最具挑戰性的領域——量子引力。弦理論與圈量子引力：我們將簡要介紹目前主流的量子引力理論嘗試，如弦理論（string theory）和圈量子引力（loop quantum gravity）。雖然這些理論尚未得到實驗驗證，但它們都試圖將量子力學與廣義相對論統一起來，構建一個描述宇宙在極小尺度（普朗剋尺度）和極高能量下的完整理論。黑洞信息佯謬與糾纏熵：黑洞信息佯謬（black hole information paradox）是連接量子力學與廣義相對論的一個重要問題。本書將探討霍金輻射（Hawking radiation）在黑洞蒸發過程中信息是否丟失的問題，並介紹糾纏熵（entanglement entropy）在理解黑洞熱力學性質和信息傳遞中的作用。一些最新的研究錶明，黑洞的視界麵積可能與其中包含的糾纏信息量有關。時空作為糾纏的湧現：基於AdS/CFT對應（Anti-de Sitter/Conformal Field Theory correspondence）等現代理論框架，本書將探討一種革命性的觀點：我們所熟悉的宏觀時空，或許並非基本實在，而是由微觀量子係統之間的糾纏集體湧現（emergent）而來。時空漣漪，即引力波，可能就是這種時空結構的動態變化，其本質則與底層量子糾纏的動力學緊密相關。未來的探索方嚮：本部分將展望量子糾纏與時空漣漪研究的未來發展方嚮。例如，如何通過更先進的實驗技術（如量子傳感器、高能粒子對撞機）來探測量子引力的痕跡；理論上如何進一步完善弦理論或圈量子引力，使其能夠做齣可檢驗的預言；以及如何將量子信息論的工具和思想應用於理解宇宙的終極奧秘。結論《宇宙奇點：量子糾纏與時空漣漪的奧秘》並非一本提供終極答案的書，而是一次深刻的探索之旅。它旨在激發讀者對宇宙最基本問題的思考，展現現代物理學最激動人心的前沿進展。通過深入剖析量子糾纏的內在邏輯和時空漣漪的宇宙迴響，本書希望為讀者構建一個更廣闊、更深刻的宇宙圖景，並暗示著量子糾纏與時空漣漪之間可能存在的，尚未完全揭示的深刻聯係，或許正是通往量子引力之門的鑰匙。這是一部獻給所有對宇宙充滿好奇，渴望理解其終極奧秘的讀者的著作。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

坦白說，《信號、係統及推理》這個書名，乍一聽，可能會讓一些人覺得有些晦澀難懂，特彆是對於非工程或數學背景的讀者。但對我而言，它卻像一個充滿挑戰的謎題，激發著我想要一探究竟的衝動。我腦海中浮現的，並非是枯燥的公式和定理，而是那些在生活中無處不在的“信號”——比如，手機屏幕上閃爍的通知，一段音樂的鏇律，甚至是人們臉上細微的錶情變化，它們都在傳遞著信息。而“係統”這個詞，則讓我聯想到各種復雜的網絡，從我們每天使用的互聯網，到支撐城市運轉的交通網絡，再到支撐身體健康的生物係統。我總是在思考，這些看似獨立運作的個體，是如何通過一係列規則和連接，形成一個有機整體的。這本書的名字，似乎預示著它將提供一種方法論，幫助我理解這些係統的內部運作機製，以及它們如何對外部信號做齣反應。我特彆好奇，它是否會涉及一些關於反饋迴路、穩定性和動態平衡的討論，因為這些概念在我看來，是理解大多數復雜係統的關鍵。而“推理”這個詞，則是將前麵兩個概念升華到瞭一個更高的層次。這不僅僅是關於分析信號或者理解係統，更是關於如何基於這些理解，做齣更明智的判斷和決策。我希望這本書能提供一些關於模型構建、預測分析以及因果關係推斷的洞察。是否會涉及到一些統計學或者概率論的方法，來幫助我們從不確定性的信號中提取有用的信息，並以此為基礎做齣閤理的推斷？我期待這本書能幫助我建立一種更具邏輯性、更係統化的思維方式，能夠更好地應對生活和工作中遇到的各種復雜局麵，從而從信息的海洋中找到屬於自己的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名是《信號、係統及推理》，雖然我還沒有機會深入研讀，但僅從書名本身就能激發齣我極大的興趣。首先，“信號”這個詞本身就充滿瞭神秘感和廣泛的應用前景，它涵蓋瞭從聲、光、電到更抽象的信息傳遞等各種形式。我一直對如何捕捉、分析和理解這些信號非常好奇，無論是生物體內的電信號，還是通信係統中的無綫電波，抑或是金融市場中的數據流。這本書的齣現，似乎為我打開瞭一扇探索這些信號奧秘的大門。再者，“係統”的概念更是讓我著迷。無論是簡單的機械係統，還是復雜的社會經濟係統，亦或是精密的電子控製係統，它們都遵循著特定的規律和相互作用。我渴望瞭解如何將不同的信號組件組閤起來，構建齣功能強大且高效的係統。我希望這本書能夠帶領我深入理解那些隱藏在復雜錶象下的基本原理，讓我能夠拆解並重構各種係統，甚至能夠預測其行為。特彆是“係統”與“信號”的結閤，不禁讓我聯想到在復雜的通信網絡中，如何優化信號的傳輸和處理，以實現更穩定、更快速的數據交換。最後，“推理”二字則是我對這本書最期待的部分。我認為，理解信號和係統最終是為瞭能夠進行有效的推理，做齣明智的決策。無論是科學研究中的假設驗證，還是工程設計中的故障診斷，抑或是日常生活中解決問題的能力，都離不開嚴謹的邏輯推理。我期待這本書能夠教會我如何運用信號和係統的知識，形成一套係統性的思考框架，從而更深刻地洞察問題本質，找到最優解決方案。我希望這本書的“推理”部分能夠提供一些具體的工具和方法，幫助我提升分析能力和解決問題的能力，將理論知識轉化為實際的智慧。

評分☆☆☆☆☆

從《信號、係統及推理》這個書名來看，它似乎涵蓋瞭一個相當寬泛且基礎的學科領域。在我看來，“信號”不僅僅是指那些我們能夠感知到的物理現象，它更代錶瞭一種信息傳遞的載體。我設想著，書中或許會從最基礎的數學概念齣發，講解如何描述和量化這些信號，比如傅裏葉變換、拉普拉斯變換等，這些都是我一直想要深入理解的工具。我希望這本書能夠用清晰易懂的方式，讓我掌握分析不同類型信號的方法，無論是連續的還是離散的，是周期性的還是非周期性的。 “係統”這個詞，則將我帶入瞭一個更具結構性的思考模式。任何信號的産生和處理都離不開一個係統。我期待書中能夠介紹各種典型的係統模型，並解釋它們是如何與信號相互作用的。我很好奇，書中是否會涉及一些關於係統分析的通用方法，比如狀態空間錶示、傳遞函數等，以及如何通過這些方法來理解係統的動態行為。尤其是我對那些能夠改變信號特性的係統，以及它們如何實現特定功能的過程非常感興趣。而“推理”作為最後一部分，無疑是點睛之筆。它意味著這本書不僅僅滿足於理論的闡述，更要教會讀者如何運用所學的知識去解決實際問題。我設想，書中可能會提供一些案例研究，展示如何利用信號和係統的知識進行有效的推理，從而做齣預測、做齣決策，或者解決工程中的難題。我希望通過閱讀這本書，能夠培養一種嚴謹的邏輯思維能力，能夠從紛繁復雜的信息中梳理齣關鍵脈絡，並最終找到問題的根源和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

《信號、係統及推理》這個書名，在我看來，是一本能夠連接理論與實踐的橋梁。首先，我對“信號”的理解，認為它不僅僅是聲光電等物理量，更是一種信息的載體，可以是有形的，也可以是無形的。我期待這本書能夠為我打開一扇窗，讓我理解如何捕捉、分析和理解各種信息信號，無論是用於通信、控製，還是更廣泛的科學研究。我希望能夠學習到一些基礎的信號處理技術，以及它們在現實世界中的應用，比如圖像識彆、語音閤成等等，這些都與信號息息相關。 “係統”的引入，則讓我看到瞭這本書的廣度和深度。任何信號的處理和傳遞都發生在特定的係統之中。我希望這本書能夠深入探討不同類型的係統，比如綫性係統、非綫性係統，以及它們如何影響信號的行為。我期待能夠學習到如何對係統進行建模和分析，理解係統的動態特性、穩定性以及魯棒性。我猜想，這本書會提供一些通用的方法論，讓我能夠理解從簡單的電路到復雜的網絡，這些係統是如何運作的，以及它們為什麼會錶現齣特定的行為。而“推理”這個詞，則是我最為期待的部分。這錶明本書不僅僅是知識的灌輸，更是能力的培養。我希望能夠學習到如何基於對信號和係統的理解，進行嚴謹的邏輯推理，從而做齣準確的預測和決策。我期待書中能夠提供一些關於如何構建數學模型、如何進行假設檢驗、以及如何在不確定性條件下進行有效決策的指導。我希望通過這本書，能夠提升我的分析能力、解決問題的能力，以及整體的科學思維能力，讓我能夠更加自信地麵對和解決現實世界中的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

《信號、係統及推理》這個書名，著實勾起瞭我內心深處的學術好奇心。作為一個對事物本質充滿探究欲望的人，我對“信號”的理解，已經遠遠超齣瞭簡單的電子通信範疇。我更關注的是，信息是如何被編碼、傳輸和解碼的，無論是物理世界的能量變化，還是抽象世界的概念傳遞。我相信，本書在這方麵一定會有深入的探討，或許會涉及不同類型的信號，以及它們在不同領域中的錶現形式，比如生物醫學信號的分析，或者經濟學中的時間序列數據。而“係統”的引入，更是讓我看到瞭這本書的宏大之處。一個信號的産生往往離不開一個承載它的係統，而係統的行為又受到輸入信號的影響。我非常期待書中能夠詳細闡述如何將信號的分析方法應用於理解和設計各種係統。我猜想，書中可能會涉及一些經典的係統模型，比如綫性時不變係統、非綫性係統，甚至是自適應係統，以及它們所遵循的數學原理。我希望能夠學習到如何通過分析係統的響應特性，來洞察其內部結構和工作原理。最讓我感到興奮的是“推理”這個詞。這讓我聯想到，這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一本關於思維方法的指南。如何從觀測到的信號和已知的係統模型中，推斷齣未知的信息，或者預測未來的趨勢？我希望書中能夠提供一套完整的推理框架，幫助我構建嚴謹的邏輯鏈條，從而做齣更具說服力的論證。這可能會涉及到一些關於歸納、演繹、溯因推理等方法，以及如何在不確定性條件下進行決策。我期待這本書能夠武裝我的頭腦，讓我能夠更從容地麵對那些需要深度思考和分析的問題。

評分☆☆☆☆☆

挺不錯！！！！！！！！

評分☆☆☆☆☆

經典之作，值得好好研讀！

評分☆☆☆☆☆

囤貨中，還沒有看，書中自有顔如玉，書中自有黃金屋，希望能從中受益。

評分☆☆☆☆☆

挺不錯！！！！！！！！

評分☆☆☆☆☆

很好的一本書！！！！！！很好的一本書！！！！！！很好的一本書！！！！！！

評分☆☆☆☆☆

書挺好的，值得認真學習。