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出版者:Facts on File

作者:Woodford, Chris

出品人:

页数:96

译者:

出版时间:2004-7

价格:$ 39.55

装帧:HRD

isbn号码:9780816054435

丛书系列:

图书标签:

• 通信
• 计算机
• 信息技术
• 网络
• 数据通信
• 数字通信
• 计算机网络
• 信息处理
• 科技
• 电子工程

《信号与系统：穿越信息洪流的旅程》 在当今信息爆炸的时代，我们每天都被海量的数据所包围。从社交媒体上的点滴分享，到全球金融市场的瞬息万变，再到科学研究的最新突破，信息以各种形式源源不断地涌现。然而，这些看似杂乱无章的信息背后，究竟隐藏着怎样的规律？它们是如何被产生、传输、处理和最终被我们理解的？《信号与系统：穿越信息洪流的旅程》将带您踏上一段深度探索的旅程，揭示信息世界运作的核心原理。 这本书并非仅仅是一本枯燥的技术手册，而是一次关于信息本质的深刻哲学思考与严谨科学论证的融合。它将带领读者走进一个由数学模型、物理定律和工程智慧构建起来的宏大世界，理解那些支撑我们现代生活方方面面的看不见的力量。我们将从最基础的“信号”概念入手，这不仅仅是声音、图像或文字，更是任何随时间或空间变化的物理量。从太阳的起落，到心跳的节律，再到股价的波动，无一不是信号。我们会深入剖析信号的各种特性，例如它们的周期性、频率、幅度、相位，以及它们在不同领域中如何被抽象和量化。 紧接着，我们将目光转向“系统”。系统是处理、修改或响应信号的实体。它可能是一个简单的收音机，将无线电波转化为可听的声音；也可能是一个复杂的通信网络，将全球的信息高效地连接起来；甚至是一个能够进行复杂计算的计算机处理器。本书将详细介绍各种类型的系统，包括线性的和非线性的，时不变的和时变的，因果的和非因果的。我们将学习如何用数学语言来精确地描述这些系统的行为，理解它们的输入与输出之间的关系。 核心内容之一，便是深入探讨信号与系统之间的交互。这是理解信息处理的关键。我们将学习傅里叶分析，这个强大的数学工具，它能够将复杂的信号分解成一系列简单的正弦和余弦波，从而揭示信号的频率成分。这就像是给声音奏出的乐曲进行“频谱分析”，让我们知道其中包含了哪些音高和它们的强度。通过傅里叶变换，我们可以更清晰地看到信号的内在结构，并据此设计更有效的处理方法。 此外，拉普拉斯变换和Z变换作为傅里叶变换的扩展，将进一步帮助我们分析连续时间和离散时间系统。这些变换能够将复杂的时域运算转化为代数运算，极大地简化了系统的分析和设计过程。本书将通过大量的实例，从电路分析到控制系统，从图像处理到通信编码，展示这些变换的强大威力。 我们还将花大量篇幅来介绍卷积（Convolution）的概念。卷积是描述线性时不变系统输入与输出之间关系的数学运算。它形象地解释了当一个信号通过一个系统时，系统如何“平滑”或“扭曲”这个信号。理解卷积，就像是理解一个“过滤器”如何改变信息，它是很多信号处理技术的基础，例如图像的模糊或锐化，声音的滤波等。 本书的另一个重要组成部分是对系统响应的分析。我们将学习如何预测一个系统在受到特定输入时会产生怎样的输出。这包括瞬态响应（系统在开始响应时的行为）和稳态响应（系统在长期运行后的行为）。对于许多工程应用而言，理解和控制系统的响应至关重要，例如确保飞行器的平稳飞行，或者让机器人手臂精确地完成任务。 信息传输是现代社会不可或缺的一环。本书将深入探讨信号在不同介质中的传输特性，以及传输过程中可能遇到的各种挑战，如噪声、失真和衰减。我们将学习如何通过调制和解调技术，将信息“打包”进载波信号中，使其能够有效地跨越距离。从早期的电报到如今的5G通信，这些传输原理始终是核心。 离散信号和系统的分析也是本书的重点。随着数字技术的飞速发展，我们处理的大部分信号都是离散的，即在时间和幅度上被量化的。本书将详细介绍数字信号处理（DSP）的基本概念和技术，包括采样定理、量化、数字滤波器设计等。这些技术是现代数字通信、音频和视频处理、以及科学测量等领域不可或缺的工具。 我们还将探讨反馈系统的原理。反馈是许多工程系统（如自动驾驶仪、温度控制器）的核心。通过将系统的输出信息反馈给输入端，系统可以自我调整，以达到预期的目标，并抵抗外界的干扰。本书将深入分析反馈系统的稳定性和性能，以及如何设计鲁棒的反馈控制器。 为了使复杂的概念更容易理解，本书将穿插大量的真实世界案例研究。我们将以具体的例子来阐述理论知识，例如： 通信系统： 如何将我们的声音转化为数字信号，并通过光纤或无线电波传输到世界各地？我们将剖析蜂窝通信、Wi-Fi和互联网背后的信号处理原理。 图像和音频处理： 为什么数码相机能够捕捉清晰的照片？音乐播放器如何还原出高保真的声音？我们将揭示图像压缩、降噪、音频编码等背后的数学模型。 控制系统： 汽车的巡航控制是如何工作的？飞机如何保持在预定的航线上？我们将解析反馈控制在现代工程中的应用。 生物医学信号： 心电图（ECG）和脑电图（EEG）是如何反映人体健康的？我们将探讨如何利用信号处理技术来分析生物信号，辅助诊断。 经济学和金融学： 股价的波动、市场趋势的预测，这些看似随机的现象，在某种程度上也可以用信号与系统的概念来理解和建模。 本书的内容将以清晰的逻辑、循序渐进的方式展开。理论推导将与直观解释相结合，数学公式将与图示和模拟分析相辅相成。每个章节都将包含精心设计的例题和习题，帮助读者巩固所学知识，并能够将理论应用于实际问题。 《信号与系统：穿越信息洪流的旅程》的目标是为读者构建一个坚实的理论基础，使他们能够理解信息是如何在现代世界中流动、处理和被创造价值的。无论您是工程专业的学生、对技术充满好奇的爱好者，还是希望深入了解信息时代运作机制的专业人士，本书都将为您提供一次深刻且富有启发性的阅读体验，让您不再是被动的信息接收者，而是能够洞悉信息本质的智者。通过这本书，您将学会如何“倾听”信息，理解它的语言，并最终驾驭它，去创造无限可能。

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