数字信号处理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 纽伯尔德·理查德（Newbold Richard） 著，李玉柏 等 译

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• MATLAB
• 算法
• 滤波
• 谱分析
• 图像处理
• 现代信号处理

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111513407

版次：1

商品编码：11773477

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国外电子与电气工程技术丛书

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：588

编辑推荐

　　全书贯通数字信号处理理论、数字功能核心电路设计技巧、DSP处理核应用技能。

内容简介

　　《数字信号处理及应用》着眼于数字信号处理过程中的实际应用，详细介绍了有限冲激响应数字滤波器、数字频率合成、信号调谐、数字锁相环、信道滤波器、数字自动增益控制等。另外，书末还附加了C/C++语言编写的FORTRAN程序。

目录

出版者的话
译者序
前言
致谢
第1章　数字频率概述1
1.1　定义1
1.2　数字频率的定义1
1.3　数字频率的数学表示5
1.4　归一化频率7
1.5　数字频率的表征7
第2章　复变量概述9
2.1　复数的直角坐标形式10
2.2　复数的极坐标形式11
2.3　复数的根13
2.4　复数的绝对值16
2.5　复数的指数形式17
2.6　复变量z的图形化表示18
2.7　极限18
2.8　解析函数19
2.9　奇点19
2.10　整函数19
2.11　复数∞20
2.12　复数微分20
2.13　柯西黎曼方程21
2.14　单连通区域23
2.15　围线23
2.16　线积分24
2.17　实线积分25
2.18　复线积分38
2.19　柯西定理43
2.20　常用积分表48
2.21　柯西积分49
2.22　留数定理54
2.23　参考文献57
第3章　傅里叶变换概述58
3.1　傅里叶级数简述58
3.2　傅里叶变换简述73
3.3　离散傅里叶变换概述88
3.4　DFT处理增益129
3.5　DFT信号处理应用举例133
3.6　离散时间傅里叶变换135
3.7　快速傅里叶变换137
3.8　参考文献138
第4章　z变换概述139
4.1　复数表示139
4.2　z变换的原理140
4.3　左边z变换142
4.4　右边z变换142
4.5　双边z变换142
4.6　z变换的收敛条件142
4.7　系统稳定性147
4.8　z变换的性质149
4.9　常见z变换对154
4.10　反z变换156
4.11　零极点标准形式168
4.12　z变换的应用177
4.13　重要公式的总结193
4.14　参考文献194
第5章　FIR数字滤波器195
5.1　数字滤波器的回顾195
5.2　FIR滤波器设计的Parks-McClellan法199
5.3　半带滤波器的PM实现221
5.4　参考文献225
第6章　多速率FIR滤波器设计226
6.1　多相滤波器226
6.2　半带滤波器243
6.3　级联的积分梳状滤波器245
6.4　参考文献280
第7章　复信号到实信号的转换281
7.1　一个典型的数字信号处理系统282
7.2　复信号到实信号的转换285
7.3　复信号到实信号的仿真结果295
7.4　参考文献304
第8章　数字频率合成305
8.1　NCO305
8.2　增强的NCO相位累加器323
8.3　NCO合成输出的频率误差327
8.4　对NCO输出加入一个可编程的相位偏移331
8.5　设计一个行业级的NCO335
8.6　NCO的相位抖动342
8.7　参考文献344
第9章　信号调谐345
9.1　连续时间（模拟）傅里叶变换345
9.2　离散时间（数字）傅里叶变换365
9.3　重要公式401
9.4　参考文献403
第10章　弹性存储器404
10.1　弹性存储器的应用举例404
10.2　PCM多路复用分层结构405
10.3　DS-1C多路复用器设计概述409
10.4　弹性存储器的设计412
10.5　弹性存储器的硬件实现423
10.6　DS-1C多路复用器的总体设计框图429
10.7　附加信息431
10.8　参考资料431
第11章　数字化的数据锁定环432
11.1　数字化的数据锁定设计432
11.2　数字化的数据锁定的稳态表现445
11.3　数字化的数据锁定的瞬态表现447
11.4　数据锁定环比特级仿真452
11.5　工程上的注意事项466
11.6　重要公式的总结466
11.7　参考文献467
第12章　信道化滤波器组468
12.1　概述468
12.2　信道化器功能概述470
12.3　信道化器详细设计的概念494
12.4　信道化器的软件仿真结果519
12.5　信道化器的硬件设计实例523
12.6　重要公式的总结526
12.7　参考文献526
第13章　数字自动增益控制527
13.1　设计Ⅰ型RMS AGC电路529
13.2　设计Ⅱ型RMS AGC电路566
13.3　参考文献568
索引569

前言/序言

　　我从事数字硬件设计工作已30多年了，期间也自学了一些简单的软件设计。我软件方面的工作主要是为了验证硬件设计的正确性，包括位级仿真、微码生成、汇编代码、FORTRAN、C/C++以及编写了基于微软Windows的面向图形的测试平台，这些软件设计都是用来验证我设计的数字产品操作的合理性。
　　在数字信号处理（DSP）尚处于萌芽期，我就开始了我的数字设计生涯。在那些日子里，所有的数字设计均以小规模集成（SSI）电路形式实现，它们不比4位的加法器和8到1位的多路复用器复杂多少。我毕业后就职的第一家公司就主要从事DSP早期阶段的工作。
　　DSP算法主要依赖重复的乘加运算。我见过的第一个数字乘法器需要整个设备底盘来完成一次16×16的乘法。这个乘法器耗费了太多的硬件，因此为了提高效率，它与其他处理独立任务的硬件分时复用。这个设备的传输延时也非常大，以至于当时构建出的硬件系统能工作在5MHz的系统时钟下都被视为是高科技的。
　　当时“硅谷”这一术语尚未创建，可见那时的技术发展水平。也正是在那段时间，一家名为Intel的不知名的小公司，正在加利福尼亚山景城米德菲尔路365号一幢非常小的办公楼内运转。Intel研发出了世界上第一块微处理器，它是一台4位机，称为4004微计算机。这枚处理器是为日本东京的Nippon Calculating Machine Corporation（NCMC）设计的。随着4004的引入，数字时代也随之改变。数字技术迅猛发展，硬件设计几乎每年都在更新。
　　项目计划需求总要用到正在开发的技术，设计工程师经常面临用现有的技术实现未来的设计任务。这种矛盾很大程度上促进了业界不断制造出更低功耗、更快及更复杂的设备和系统。再回头看看，似乎DSP总是走在发展的前沿。硅谷几乎每天都有初创企业诞生。
　　随着集成电路生产商不断制造出更高速和更低功耗的处理器，DSP技术不断壮大并成熟。熔线连接可编程逻辑器件问世，很快发展成为可重复编程的逻辑器件，并进一步发展为现场可编程逻辑阵列（FPGA）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）和面向应用的集成电路（ASIC），它们现在仍在使用中。另外一些公司开始致力于生产超高速的砷化镓和磷化铟集成电路，他们会教工程师如何用他们的流程进行设计和制造出面向应用的设计。
　　支持这些复杂器件的编程和测试的设计工具，也已发展成了一流的软件应用。FPGA公司甚至不惜承受巨大的挑战，为DSP设计提供一个称为“核（core）”的DSP电路库，只需通过简单的按键操作就可以使其进入到FPGA设计中，而无需设计者知道这个电路是如何工作的。
　　在30年的从业生涯中，我翻阅了大量的DSP参考书。这些书的内容几乎都相同，不同的作者用自己不同的方式诠释了相同的主题。通过阅读不同的作者对相同问题的处理方法，让我从不同的角度审视了DSP处理技术，同时也填充了我对这个问题在理解上的诸多空白。这些书由业界的资深人士撰写，为我们在DSP设计方面提供了良好的技术基础。
　　然而，市面上却缺少关于专门处理日常应用中DSP问题和算法的参考书。通常来说，这些应用的DSP算法常常是来自于口述、设计指导以及设计经验。随着时间的推移，所有的设计工程师都会（在他们的头脑中）积累一个包含电路、设计过程、算法和技术等的工具库，这些都是他们付出时间、汗水以及经历了成功、失败、演算和无数次碰壁之后获得的经验。遗憾的是，这些工具库并未被记载下来，所以其他工程师无法访问到工具库中的这些珍贵信息。绝大部分的工程师都是涉密人员，所以在他们求职时，大都不愿意公开自己宝贵的商业机密。
　　在DSP设计中，有许多在我熟悉的工程参考书里并未详细记载的灰色区域。这些灰色区域通常不会触及这样的问题，比如我该如何设计能实现这样或那样DSP关键功能的电路。
　　例如，我所熟悉的DSP参考书中，并没有详细讨论过类似复数字信号的使用、实或复数字信号的频谱、复到实信号的转换、数字信号的转化或数字频率合成的概念等应用。
　　我也从没有看到过一篇关于如何设计一个用于数字调谐应用中的数控振荡器（NCO）的详细文献、如何设计用于脉冲编码调制（PCM）复用应用中的弹性存储器、数字锁定环（DLL）或数字自动增益控制（dAGC）的文献。
　　在如今市面上各种各样的DSP书籍中，很少有对面向应用问题的详细讨论，包括多相滤波器（PPF）、级联的积分梳状（CIC）滤波器以及数字信道器（有时又称传输复用器）的应用。这些多功能电路，在很多应用中都可能看到，比如频分多路（FDM）到时分多路（TDM）的转换、混合控制、宽带扫描仪以及无线天文学中的宽带拦截处理等，这里仅仅举这几个例子。所有这些问题都可以归结为一个问题“数字信号处理中的实际应用”。
　　本书的编写目的　　本书旨在将我个人工具库中的部分内容与大家共享，旨在填充DSP灰色区域的一部分。我希望能为实际的设计应用提供一些有用的信息和DSP设计技术。
　　在DSP设计界，有许多DSP参考书可以被视为“圣经”。其中的很多书，以及资深业界人士撰写的技术论文，本书中都有引用。本书的目的并非重复许多前作者已经做过的工作。本书中不会涉及标准DSP概念的解释以及延伸，因为其他作者已经讨论得足够深入了。本书唯一的目的就是作为已经出版的众多DSP教材的面向应用的补充。
　　本书读者对象　　本书针对有一定DSP知识和开发经验的人群。本书适用于即将进入信号处理领域的本科生和大学毕业生。本书也适用于有一定DSP设计经验的业界工程师以及从事常见DSP硬件或软件的设计与实现的技术人员，本书可以为这些技术人员提供宝贵的资源。
　　本书内容　　本书收集了一些常见的DSP应用，将其整理为一系列教程。前4章详细地回顾了用于分析、设计和构建复数字处理系统所需的数学工具。剩下的9章详细讨论了业界常用的一些的信号处理应用。附录�「铰疾渭�华章网站：http://www.hzbook.com。——编辑注�≈惺枪赜诨旌嫌镅员喑痰纳钊胩致邸Ｏ旅娓�出每一章的主要内容。
　　.　　第1章：数字频率概述　　该章阐述了数字频率及其与系统采样率的关系，并给出了一个特定数字频率值的数学表示以及如何确定数字正弦波的所有采样值。
　　第2章：复变量概述　　该章对复变量进行完整的回顾。读了该章之后，一个没有这方面知识的人也可以熟练地使用这一有用的数学工具进行信号处理电路和系统的设计与开发。首先，该章给出了复数的定义和性质，然后再一步完整地讨论了留数定理。留数的计算为工程师们提供了计算数字系统冲激响应的一种简便方法。
　　第3章：傅里叶变换概述　　该章对傅里叶级数以及连续和离散的傅里叶变换（分别为CFT和DFT）进行了深入的回顾。讨论了变换性质的推导、变换对、帕塞瓦尔（Parseval’s）定理、能量及功率谱密度（PSD）关系的推导。另外，对DFT的频谱泄漏、带通滤波器和低通滤波器模型也进行了研究。信号处理的讨论包括窗的使用、相干与非相干处理增益以及信号识别。尽管这部分内容是扩展的，我们还是在这里写出来，旨在让没有傅里叶级数或傅里叶变换相关背景的读者，也可以在进行信号处理应用时熟练地使用它们。
　　第4章：z变换概述　　该章对z变换进行了全面回顾，详细讨论了零极点图、反z变换、收敛和系统稳定性。在阅读该章之后，对z变换毫无知识的人也可以用这些知识来分析复数字系统，从而推导出一个系统的频率响应，确定系统的稳定性，并计算出系统的冲激响应。此外，读者还将学习到如何在实际情况中用z变换来修改现有设计，或为了提高其性能，或为了更改其参数以并入其他系统中。
　　第5章：FIR数字滤波器　　该章的重点在于有限冲激响应（FIR）数字滤波器的设计。这里不会重复那些由资深作者们编著的理论材料中的内容。几乎所有的DSP文献都对数字滤波器的历史、原理、结构、计算以及传统的设计技术泛泛而谈。而在这里，我们则要针对某些更常用的滤波器类型，对它们的一种设计和实现方法进行重点讨论。该章的目标有两个。首先，为了建立一个系统的概念，我们会给出数字滤波器的简要概述。其次，我们将基于Parks-McClellan最优滤波器设计程序，来实现几种类型的数字滤波器，以此来演示计算机辅助设计的方法。完整的程序清单参见附录A。
　　第6章：多速率FIR滤波器设计　　该章详细讨论了用于变信号采样率的数字滤波器的设计。设计者常常会遇到这样的任务，将信号的采样率增加或减少某一整数或分数倍。改变一个数字信号的采样率有好几种方法。这些方法全都会用到数字滤波器，我们常常称之为“多速率滤波器”。有些多速率滤波器可能比其他的更适用于某种特定速率改变的应用中。该章将讨论三种采样率改变情况，它们分别使用到下面三种滤波器：
　　1）多相滤波器。适用于中等大小速度变化率的方法。
　　2）半带滤波器。适用于速度变化率为2的倍数的一种有效方法。
　　3）CIC滤波器。适用于大速率变化的、计算量又节省的滤波器。
　　第7章：复信号到实信号的转换　　该章详细讨论了复信号转换成实信号的方法。这是一种常见的信号处理功能，但如何实现这一重要问题，却很少能在工程参考书中找到。在利用前端调谐器的数字系统中可见到复信号处理的范例。这些系统可以广义地归类于“数字无线电”，其中的宽带输入信号的频率向上或向下搬移，然后将其通过一个带通或低通滤波器，提取出我们感兴趣的某些窄带频率。从数学上看，调谐功能就是将实输入信号转换为复信号。接着，滤波后的窄带信号再以复数形式处理，从而按照特定应用指定的任意方式实现。在此处理过程完成后，复信号再转换为实数形式并输出。
　　第8章：数字频率合成　　在DSP应用领域中，很多时候都会用到数控振荡器，简写为NCO。NCO就是可编程振荡器，它在用户指定频率和相位输出数字正弦波。这个正弦波可以被编程固定在某个频率上，也可以在一个频带内扫频或跳频。该正弦波可以具有常数相位，也可以编程为多个相位或可切换相位。根据NCO应用场合的需求不同，它可以是一个简单或复杂的设备。NCO的一个典型应用是产生一个可编程的复正弦波，将带通信号向下搬移到基带，然后进行滤波和后续处理，类似于调频无线电中的本振信号。该章包含了能清楚说明NCO的设计及其所有内部处理功能的详细图示。该章还给出了很多仿真，以图示方式说明NCO如何产生信号。
　　第9章：信号调谐　　该章深入讨论了连续模拟域和离散数字域中的信号调谐问题。调谐即将信号从一个频率域搬移到另一个频率域。在处理通信信号时，为了简化数据流的过程，就常常将中心频率在f1处的一个带限信号搬移到另一中心频率f2处。该章说明了如何向上和向下搬移实信号和复信号频谱的方法。
　　第10章：弹性存储器　　在他们的从业生涯中，大多数工程师都设计过两个或多个采用同步数据流的数据处理系统间的接口。但是，若他们要设计的是采用异步数据传输的两个或多个处理系统或数据流的接口呢？该章中，术语“异步”指每一组数据流均按自己的时钟建立时间队列，该时钟由一个独立的时钟振荡器生成。每一组同步数据流的频率和相位都是相似的，但一定又不会完全相同。因为每个时钟振荡器的输出频率随时间和温度而改变，所以都是独一无二的。在许多情况下，这些时钟可能相差几千赫兹。该章将说明如何用一个弹性存储器来同步这些系统。
　　第11章：数字化的数据锁定环　　假设给你一个时分多路或TDM系统，其数据流由两个或多个独立的异步支路复合而成。我们该怎样对这些支路解复用，然后再为每条支路合成一个独立的比特时钟，使其与复用前的原始时钟在平均意义上相等呢？该信号类似于承载了多个较低级支路的较高级电话PCM复用。这只是众多可能例子中的一个。对原始支路之间原本就是异步复用的支流，在解复用时，也会遇到相同的问题。答案就是需要使用一个数字化的数据锁定环，或称为DLL。DLL的原理非常简单，它先利用弹性存储器来合成一个比特流时钟，然后再用此时钟同步解复用比特流或支路，而无需对原始时钟的频率有任何先验知识。该章对如何为相关应用设计DLL进行了非常深入的研究。
　　第12章：信道化滤波器组　　该章首先对其整体功能进行了探讨，再深入地研究数字信道器（有时称为传输复用器）的设计方法。正如之前所提到的，这种多功能电路会出现在许多信号处理应用中。信道化器可以简单地用单个集成电路取代数以百计的接收机。该章中，我们将设计一个可同时处理多达2000路独立等带宽信号的信道化器。
　　第13章：数字自动增益控制　　该章详细讨论了Ⅰ型和Ⅱ型数字自动增益控制，或称为dAGC。在很多电子系统中，一个最重要的功能就是自动增益控制。通常，AGC是一个非线性反馈电路，如果设计不好，就会不稳定。该章旨在设计一个dAGC电路，推导其工作参数，并进行仿真，然后再用图示说明其暂态响应、环路误差的稳态操作、环路增益以及各种输入信号和输入干扰信号下的电路响应输出。
　　附录A：C/C++ FORTRAN混合语言编程　　�「铰糀参见华章网站：http://www.hzbook.com。——编辑注�　　【�过多年的工作，业界的工程师们已经积累了一些老旧的FORTRAN程序、函数或子程序，它们都是很有价值的遗留代码。如果这些例程没有价值，那么工程师们就不会保留它们。通常，这些例程是经过测试、调试和验证的代码，它们仍可用于当今的工程环境中，是一笔财富。最大的问题在于现在大多数软件使用C/C++编写。如果这就是你现在陷入的困境，那我现在有一个好消息和一个坏消息要告诉你。好消息是程序开发者们已经有经过验证的现成的FORTRAN代码可用，将这些代码很好地集成到一个工程中，将会大大减少劳动成本和缩短程序开发周期。当然，坏消息是C/C++是目前最常用的语言，因此用FORTRAN写出来的代码并不是切实可用的。那么若你是一个编程人员或设计工程师，在这种情况下你会怎么办呢？一个办法就是构建混合语言程序，其中main程序的主体部分用C/C++编写，然后再链接一个或多个有用的FORTRAN遗留函数或子例程。该附录演示如何实现这一过程。
　　致谢　　我向Pearson North America的Prentice Hall专业技术出版社的执行编辑Bernard Goodwin表达我诚挚的谢意，感谢他在向专业技术出版界引荐一名新作者时给予的大力帮助和支持。同时我感谢John Treichler博士允许我引用他发表的关于传输多路复用器的原创论文。
　　我要感谢《Understanding Digital Signal Processing》（Prentice Hall出版社）的作者Richard Lyons；《Notes on Digital Signal Processing》（Prentice Hall出版社）的作者David Myers、 Jim Kemerling、Michael Myers 和 C.Britton Rorabaugh，感谢他们对原稿的技术审核。
　　我还要感谢电磁系统实验室的Mike Tate长期的帮助，他是我曾一起工作过的、绝对顶级的技术员。在很多年前，他的帮助让我成功地开始了我的职业生涯。我要感谢Northrop Grumman的 Tom Ranweiler，他是我一同工作过的最敏锐的软件设计工程师，他协助我成功地完成了我职业生涯一项重要的成果，那就是对独特的专用信号处理系统的设计。同样我有幸能够和Northrop Grumman的Pin-Wei Chen博士一同工作，他是一名优秀的系统工程师，在他的帮助了下使我能够不断地深入研究，确保设计项目的开展。
　　最后我要对我的妻子Mary表达深深的谢意，在这个漫长的项目中，感谢她对待我的耐心、支持、理解和鼓励。



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《算法的奇妙旅程：从数学模型到现实世界的穿越》 简介 我们生活在一个被数据洪流包裹的时代，每一次点击、每一次滑动、每一次对话，都在无形中织就了一张庞大而精密的网络。而在这张网络的背后，隐藏着一股强大的驱动力——算法。它们是逻辑的诗篇，是智慧的结晶，更是连接抽象数学与生动现实的桥梁。《算法的奇妙旅程：从数学模型到现实世界的穿越》并非一本枯燥的学术专著，而是一次引人入胜的探索之旅，带您深入算法的世界，揭示它们如何从简洁的数学公式蜕变成改变我们生活方方面面的强大工具。 本书旨在打破算法的神秘感，以清晰易懂的语言和生动形象的比喻，为所有对技术、逻辑和创新感兴趣的读者打开一扇通往算法核心的大门。我们不预设读者具备深厚的计算机科学或数学背景，而是从最基础的概念出发，层层递进，逐步揭示算法的精妙之处。我们将一同穿越数学的抽象空间，抵达现实应用的广阔天地，感受算法如何赋能我们的世界，塑造我们的未来。 第一部分：算法的基因——数学的根基与思维的启蒙 在旅程的起点，我们将首先追溯算法的源头——数学。我们并非要深入到高深的微积分或线性代数，而是聚焦于那些构成算法基石的简单而强大的数学思想。 数的王国与逻辑的基石： 从最基本的自然数、整数，到集合、关系等概念，我们将看到数学如何为我们提供了描述和操作信息的语言。逻辑推理，例如“与”、“或”、“非”以及条件判断，是算法指令的核心，我们将通过日常生活中的例子来理解这些逻辑如何被编码进算法。 度量与衡量的艺术： 距离、大小、相似度……这些度量概念在现实世界中无处不在，它们也是算法进行决策的关键。我们将探讨各种度量方式，如欧几里得距离、曼哈顿距离等，并了解它们在不同场景下的适用性。 函数：输入的转化器： 函数是算法中至关重要的抽象概念。它描述了输入如何经过一系列操作转化为输出。我们将通过简单的代数函数，以及更复杂的函数映射，来理解信息在算法中的流动和转化过程。 序列与模式的规律： 世界充满了序列和模式，从音乐的旋律到自然界的生长规律。我们将学习如何识别和描述这些序列，并理解算法如何通过分析序列来预测未来或发现隐藏的关联。 概率的魅力与不确定性的驾驭： 现实世界充满了不确定性，概率论正是驾驭这种不确定性的有力武器。我们将探讨基本的概率概念，如事件、概率分布，并理解算法如何利用概率模型来做出更鲁棒的决策。 第二部分：算法的骨架——逻辑的构建与效率的追求 掌握了数学的语言，我们便可以开始构建算法的骨架。这一部分将侧重于算法的设计原则、常见的结构以及对效率的极致追求。 指令的序列：流程图的魅力： 我们将通过流程图这一直观的工具，学习如何将问题分解成一系列有序的指令，从而构建出清晰的算法流程。这如同为一台机器编写操作手册，每一个步骤都至关重要。 循环的智慧：重复的力量： 很多任务需要重复执行，循环语句是算法中最高效的实现方式。我们将学习如何运用“for”循环、“while”循环等，让计算机高效地完成成千上万次的重复计算。 分支的抉择：条件判断的艺术： 算法并非一成不变的指令链，它需要根据不同的情况做出不同的反应。我们将深入理解“if-else”等条件语句，学习如何让算法具备“思考”和“决策”的能力。 数据结构的奥秘：信息的组织艺术： 算法处理的对象是数据，而数据的组织方式直接影响到算法的效率。我们将探索数组、链表、栈、队列、树、图等基本数据结构，理解它们各自的特点以及在不同算法中的应用。 效率的较量：时间复杂度的奥秘： 同样的问题，不同的算法可能需要截然不同的计算时间。我们将初步接触时间复杂度的概念，理解“O(n)”、“O(n log n)”等符号的含义，并认识到选择高效算法的重要性，这就像在赛跑中选择更快的赛道。 递归的优雅：分而治之的智慧： 递归是一种强大的算法设计技巧，它将一个大问题分解成与原问题相似的小问题来解决。我们将通过经典的汉诺塔、斐波那契数列等例子，体会递归的简洁与强大。 第三部分：算法的灵魂——智慧的实践与现实的穿越 当算法拥有了逻辑的骨架和数学的根基，它便拥有了灵魂，能够真正地解决现实世界中的问题。这一部分将是本书的重点，我们将深入探讨各类经典算法及其在各个领域的奇妙应用。 搜索的艺术：大海捞针的技巧： 在海量的信息中快速找到目标，是搜索算法的使命。我们将学习线性搜索、二分搜索等经典算法，并了解它们在数据库查询、网页搜索等场景下的重要作用。 排序的智慧：让数据井然有序： 混乱的数据难以分析，排序算法将数据按照一定的规则排列整齐。我们将探讨冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等多种排序算法，并分析它们的优劣。 图的语言：连接的本质： 图论是描述关系网络的有力工具。我们将学习图的表示方法，并探索如广度优先搜索（BFS）、深度优先搜索（DFS）、迪杰斯特拉算法（Dijkstra’s Algorithm）、普里姆算法（Prim's Algorithm）等在路径规划、社交网络分析、推荐系统等领域的应用。 字符串的魔法：文本的解析与理解： 文本是信息的重要载体，字符串算法能够处理和分析文本。我们将接触如KMP算法等，理解它们如何在搜索引擎、文本编辑器、语音识别中发挥作用。 优化之谜：寻找最优解的路径： 许多问题都涉及到在众多选择中找到最优的解决方案。我们将了解贪心算法、动态规划等思想，以及它们在背包问题、最短路径问题、资源分配等问题中的应用。 机器学习的基石：让机器“学习”的算法： 现代人工智能的核心是机器学习，而机器学习的背后是各种精巧的算法。我们将简要介绍线性回归、逻辑回归、决策树、支持向量机（SVM）等算法的基本思想，了解它们如何让机器从数据中学习规律，并做出预测。 自然语言处理（NLP）的奇迹：让机器“读懂”人类语言： 语音助手、机器翻译、情感分析……这些都离不开自然语言处理算法。我们将窥探NLP领域的一些基础算法，了解它们如何让机器理解人类的语言。 计算机视觉的眼睛：让机器“看见”世界： 人脸识别、自动驾驶、图像搜索……计算机视觉让机器拥有了“眼睛”。我们将简要介绍一些与计算机视觉相关的算法，如图像处理、特征提取等。 第四部分：算法的未来——创新、伦理与我们的责任 算法的世界并非一成不变，它在不断发展，并深刻地影响着我们的社会。在旅程的终点，我们将展望算法的未来，并思考我们作为使用者和创造者的责任。 大数据与算法的共舞： 海量数据的涌现为算法提供了前所未有的“养料”，催生了许多新的应用。我们将探讨大数据如何与算法结合，带来更智能、更个性化的服务。 人工智能的浪潮：算法的进化与突破： 深度学习等技术的飞速发展，正在将人工智能推向新的高度。我们将了解算法在AI领域的最新进展，以及它们可能带来的颠覆性变革。 算法的伦理困境：偏见、公平与透明： 随着算法应用的深入，其潜在的伦理问题也日益凸显。我们将讨论算法可能存在的偏见、如何实现公平性，以及提升算法透明度的重要性。 算法与社会：影响、机遇与挑战： 算法不仅影响着技术领域，更深刻地改变着我们的经济、政治、文化和社会结构。我们将探讨算法带来的机遇，以及我们需要共同应对的挑战。 成为算法的驾驭者：学习、创新与负责： 掌握算法的知识，不再是少数技术专家的专利。本书希望激发读者对算法的兴趣，鼓励大家不断学习，积极创新，并以负责任的态度拥抱算法驱动的未来。 《算法的奇妙旅程：从数学模型到现实世界的穿越》是一本关于逻辑、智慧和创新的书。它不仅仅是关于代码和公式，更是关于如何用抽象的思维解决具体的问题，如何让技术更好地服务于人类。无论您是学生、工程师、企业家，还是仅仅对这个快速变化的世界充满好奇，这本书都将为您提供一次深刻而愉快的学习体验，让您在算法的奇妙旅程中，发现无限的可能性。

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这本书真的让我对这个领域有了全新的认识，从最基础的采样定理讲起，清晰地解释了为什么数字信号处理如此重要，以及它如何在我们的日常生活中扮演着核心角色。我尤其欣赏作者对傅里叶变换的深入剖析，不再是枯燥的公式堆砌，而是通过大量生动的例子，比如音频信号分析、图像压缩的原理，让我一步步理解了如何从时域转换到频域，以及频域分析的强大之处。书中的数学推导严谨而不失趣味，即使对于我这种非数学专业背景的读者来说，也能跟得上思路。后面关于滤波器的章节，详细讲解了FIR和IIR滤波器的设计方法，并且给出了很多实际应用的场景，比如噪声消除、信号增强等，让我明白了一个看似简单的滤波器背后蕴含着多么精妙的设计。我还对书中关于离散傅里叶变换（DFT）的介绍印象深刻，尤其是FFT算法的部分，作者用非常直观的方式解释了其高效性，以及在实际工程中是如何实现的。总而言之，这是一本让我受益匪浅的书，它不仅教授了我理论知识，更点燃了我对数字信号处理技术进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常独特，作者似乎有一种魔力，能将枯燥的数学公式和复杂的算法，变得生动有趣，引人入胜。我以前对“线性系统”的概念一直有些模糊，但书中通过类比生活中的各种现象，比如弹簧振子、声音的传播，让我瞬间理解了线性和时不变（LTI）系统的核心特征。作者在讲解卷积定理的时候，用了一种“滑动叠加”的直观解释，比传统的数学推导更容易被接受。而对于离散时间傅里叶变换（DTFT），书中用图像化的方式展示了其与连续时间傅里叶变换（CTFT）的关系，让我豁然开朗。后面关于离散卷积的章节，作者更是将它比作“信号的混合”，让我能从一种全新的视角去理解这个核心概念。整本书读下来，感觉就像是在和一个经验丰富的老师进行一次深入的交流，他不仅解答了我心中的疑问，更启发了我很多新的思考。这本书让我对数字信号处理不再感到畏惧，反而充满了好奇和探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅虽然不小，但每一部分都充满了价值，让我感觉物超所值。作者在概述了数字信号处理的基本框架后，深入浅出地讲解了采样和量化这两个数字化的关键步骤，并详细分析了采样定理的由来和意义。我特别对书中关于量化噪声的讨论印象深刻，它让我明白了数字信号处理的精度是如何受到限制的，以及如何通过提高采样位数来改善信号质量。后续关于数字滤波器的章节，涵盖了FIR和IIR滤波器的设计原理、性能指标以及优缺点对比，让我对不同类型的滤波器有了清晰的认识。书中还对谱估计进行了较为全面的介绍，包括经典谱估计方法和现代谱估计方法，以及它们各自的适用场景和局限性。我最感兴趣的是关于信号去噪和信号复原的章节，作者提供了多种方法，并详细解释了其背后的数学原理和实现细节，这对于我理解一些高级信号处理算法非常有帮助。总而言之，这是一本全面且深入的数字信号处理教材，它为我打下了坚实的基础，并指明了进一步学习的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度绝对超出了我的预期，虽然我之前也接触过一些相关的概念，但这本书让我真正理解了数字信号处理的精髓。作者在介绍Z变换的时候，没有回避其复杂的数学本质，而是循序渐进地引导读者理解其在离散系统分析中的作用，尤其是如何通过Z变换来分析系统的稳定性。后续章节关于随机信号处理的部分，更是让我大开眼界。书中关于功率谱密度、相关函数等概念的阐述，结合了大量的统计学知识，让我理解了如何在存在噪声的情况下，从信号中提取有用的信息。我特别喜欢作者对于维纳滤波器的讲解，它不仅仅是一个算法，更是一种解决实际问题的哲学，如何根据先验知识和信号的统计特性，设计出最优的滤波器来抑制噪声。书中还涉及了一些先进的主题，比如自适应滤波，让我看到了信号处理技术在不断进化，能够应对更加复杂和动态的环境。虽然阅读过程需要一定的耐心和专注，但每一页都充满了智慧的火花，让我感觉自己的知识体系得到了极大的拓展和升华。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是我选择它的主要原因，而它也没有让我失望。作者非常注重理论与实践的结合，几乎每个重要的概念都会配以大量的代码示例，而且代码是基于我熟悉且常用的开发环境的。从最基本的信号生成、采样、量化，到更复杂的信号变换、滤波、以及谱分析，书中都提供了清晰易懂的实现步骤和完整的代码片段。我尤其欣赏作者在讲解FFT算法时，提供的Python实现，让我能够亲手运行代码，观察结果，从而更深入地理解算法的运作机制。书中关于音频信号处理的案例，比如音频降噪、语音识别的预处理，都非常贴近实际应用，我尝试着将书中的代码应用到我自己的小项目中，取得了不错的效果。此外，书中还涉及了图像处理中的一些基本信号处理技术，比如边缘检测、图像去模糊，这些都让我看到了数字信号处理在计算机视觉领域的广阔应用前景。总的来说，这本书是一本非常棒的工具书，它不仅教会了我理论，更给了我解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

越来越不满意。售后没活人

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国外经典图书，推荐

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非常好

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帮同事买的，习惯好评

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期待对学习有用

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