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张维玺著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030221292

商品编码：29623227777

包装：平装

出版时间：2008-09-01

基本信息

书名：信号与系统复习及习题

定价：26.00元

作者：张维玺著

出版社：科学出版社

出版日期：2008-09-01

ISBN：9787030221292

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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全书共十三章。**章是绪论；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。其结构、体系与《信号与系统》一书基本一致。 本书选编习题的来源主要是历年教学中积累的习题、思考题和试题，以及近年来招考研究生的试题。其中既有概念题，又有证明题和运算题，也有实际应用题，力求体现“信号与系统”课程的主要内容和基本要求。在每章的开始都归纳了本章的重点，列出了本章的主要公式。每章习题给出详细的解题步骤，对结果进行必要的分析，力图阐明本章的重点和基本分析方法，并澄清某些易于出现的错误概念。为了培养学生综合解决问题的能力，还选编了部分难度较大、灵活性较强的综合习题。

内容提要

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本书是在《信号与系统》（张维玺编著）一书基础上编写的课外教材。全书共13章。章是绪论，介绍了信号与系统的一般概念和特性；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论，将传统的卷积积分、傅里叶变换、拉普拉斯变换统一归结为实现信号分解的数学工具；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。
本书可作为电气信息、通信、自动控制、信息工程、电子工程等专业的教材，也可供有关专业师生和工程技术人员使用，也可作为广大自学者学习“信号与系统”课程的辅导材料。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《信息时代的声音与脉动：信号、系统与变换的奥秘》 在这个瞬息万变的数字时代，信息的传递、处理与分析构成了我们认知世界、连接彼此的基石。从手机里播放的音乐、电视屏幕上跳跃的图像，到网络上传输的数据流，再到医疗设备中的生命体征监测，无不围绕着“信号”这一核心概念。而理解这些信号如何被产生、如何被转化、如何被解读，则是掌握信息技术、洞察世界运行规律的关键。 《信息时代的声音与脉动：信号、系统与变换的奥秘》并非一本枯燥的理论教材，而是一次深入信息科学殿堂的探索之旅。它旨在揭示那些潜藏在各种技术应用背后的深刻原理，帮助读者建立起一套强大的分析工具，从而更好地理解和驾驭我们所处的数字环境。本书将带领读者穿越信号的海洋，领略系统的精妙，并在变换的奇妙世界中寻找到解决复杂问题的钥匙。 一、信号的本质：信息的载体 我们首先将从“信号”这个最基本也是最重要的概念入手。信号，顾名思义，是信息的载体，它可以是随时间变化的量（如声音波形、温度变化），也可以是随空间变化的量（如图像的亮度分布）。本书将系统地介绍不同类型的信号，包括： 连续时间信号与离散时间信号： 区分模拟世界和数字世界中的信号表达方式，理解它们之间的联系与差异。例如，录制一段声音，我们得到的是连续时间信号；而将这段声音数字化后，我们得到的就是离散时间信号。 周期信号与非周期信号： 识别信号的重复性特征，理解周期信号在频谱分析中的重要性。我们熟悉的音乐旋律往往包含周期性成分，而随机噪声则是非周期信号的典型代表。 能量信号与功率信号： 从能量和功率的角度对信号进行分类，这对于信号的存储、传输和处理具有实际意义。例如，短暂的脉冲信号通常是能量信号，而持续的通信信号则可能是功率信号。 确定信号与随机信号： 区分那些我们可以精确预测其未来值与那些具有不确定性的信号。声音和图像通常是确定信号，而通信信道中的噪声则是随机信号。 本书将通过生动形象的比喻和丰富的实际例子，让读者深刻理解这些信号类型的特点及其在现实世界中的体现。从日常生活中听到的声音到遥感卫星传回的地形数据，我们将看到信号无处不在，理解它们是理解信息的第一步。 二、系统的魅力：信号的加工坊 信号的价值在于其承载的信息，而“系统”则是加工、处理和转化这些信息的核心机构。无论是一个简单的音频滤波器，还是一个复杂的通信网络，它们都可以被抽象为一个系统。本书将深入探讨系统的基本性质，以及如何通过数学模型来描述和分析系统： 因果系统与非因果系统： 理解一个系统的输出是否仅取决于过去的输入。因果系统在实时处理中至关重要，例如，一个实时语音识别系统必须是因果的。 线性系统与非线性系统： 区分系统是否满足叠加性和齐次性原则。线性系统因其易于分析而成为理论研究和工程实践的基石。我们将在书中学习如何判断一个系统是否是线性的，以及线性系统的优越性。 时不变系统与时变系统： 考察系统是否随时间推移而改变其特性。大多数工程系统被设计为时不变的，这样我们才能有规律地分析和预测其行为。 稳定系统与不稳定系统： 评估系统在受到有界输入时，其输出是否仍然有界。系统的稳定性直接关系到其能否安全可靠地工作，例如，一个不稳定的放大器可能会产生失真的信号。 本书将重点介绍描述和分析线性时不变（LTI）系统的方法，这是信号与系统理论中最核心的部分。我们将学习如何使用冲激响应和卷积来完全刻画一个LTI系统，并通过实际例子展示卷积在信号滤波、系统响应计算等方面的应用。 三、变换的魔力：从时域到频域的飞跃 理解信号和系统在“时域”中是如何运作是基础，但很多时候，信号的内在规律和系统的特性在“频域”中会更加清晰明了。本书的另一大亮点在于对各种变换方法的深入讲解，特别是傅里叶变换系列，它们如同打开信息奥秘的钥匙： 傅里叶级数（FS）： 揭示任何周期信号都可以由一系列不同频率的正弦波叠加而成。我们将学习如何计算信号的频谱，从而了解信号包含哪些频率成分，以及各成分的强度。这对于音频均衡器、图像压缩等应用至关重要。 傅里叶变换（FT）： 将傅里叶级数的概念推广到非周期信号，实现时域到频域的完美映射。本书将详细推导傅里叶变换的定义，并探讨其在信号分析、系统频率响应分析中的巨大作用。 拉普拉斯变换（LT）： 作为傅里叶变换的推广，拉普拉斯变换能够处理更广泛的信号，特别是具有指数增长趋势的信号，并在分析和设计更复杂的系统（如控制系统）时展现出强大的能力。我们将学习其收敛域的概念，以及如何利用拉普拉斯变换求解微分方程，分析系统稳定性。 Z变换（ZT）： 针对离散时间信号，Z变换提供了与拉普拉斯变换类似的功能，是分析离散时间系统（如数字滤波器）不可或缺的工具。本书将讲解Z变换的性质，以及它在数字信号处理中的广泛应用，例如，如何设计一个数字低通滤波器来去除语音中的高频噪声。 通过对这些变换方法的学习，读者将获得一种全新的视角来审视信号和系统。我们会用大量的图示和直观的解释，帮助读者理解频域分析的强大之处。例如，通过傅里叶变换，我们可以看到一段音乐在高低频成分上的分布；通过分析通信系统的频率响应，我们可以了解它在不同频率下信号传输的效果。 四、实际应用与案例分析：理论的实践 理论的价值在于指导实践。《信息时代的声音与脉动》并非止步于抽象的数学推导，而是将理论与丰富的实际应用相结合。本书将穿插介绍信号与系统理论在以下领域的应用： 通信系统： 从最简单的电话到复杂的移动通信网络，信号的调制、解调、编码、解码以及信道传输都离不开信号与系统的理论。我们将探讨如何利用傅里叶变换来理解调制解调的过程，以及如何分析通信系统的噪声和失真。 数字信号处理（DSP）： 现代电子设备中的绝大多数信号处理任务都发生在数字领域。本书将介绍数字滤波器的设计原理，音频和图像压缩技术（如MP3、JPEG）背后的信号处理思想，以及语音识别、机器学习等前沿技术中的信号分析方法。 控制系统： 在工业自动化、航空航天、机器人等领域，设计稳定且性能优良的控制系统是关键。拉普拉斯变换和Z变换在分析系统的瞬态响应、稳态响应以及设计控制器方面发挥着核心作用。 医学工程： 生理信号（如心电图ECG、脑电图EEG）的采集、分析和处理，以及医学成像技术（如CT、MRI）的背后，都蕴含着丰富的信号与系统理论。 通过这些具体的案例分析，读者将能够深刻理解信号与系统理论在解决现实世界问题中的强大生命力，并激发进一步学习和研究的兴趣。 结语：开启你的信息科学之旅 《信息时代的声音与脉动：信号、系统与变换的奥秘》将引领你踏上一段激动人心的信息科学探索之旅。本书的目标是赋予你一种理解和分析信息世界的基本能力，让你不再仅仅是信息的被动接受者，而是能够主动去洞察、去创造。无论你是计算机科学、电子工程、通信工程、自动化专业的学生，还是对信息技术充满好奇的爱好者，本书都将是你坚实的起点和宝贵的参考。通过掌握信号与系统的知识，你将能够更深刻地理解我们身处的信息时代，并为未来的技术发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我尝试着用这本书来梳理我之前学过的一些模糊概念，但很快就感到无比的挫败。作者在理论阐述上显得过于追求所谓的“深度”，却牺牲了清晰度和易懂性。他似乎假设读者已经对概率论、线性代数以及复变函数有着极其扎实的背景，书中充斥着大量没有充分解释的数学符号和晦涩的术语，使得很多本应是重点或难点的部分，读起来如同天书。举个例子，当涉及到LTI系统的稳定性分析时，书中的论述极其跳跃，从Z域的收敛域（ROC）突然转向时域的指数衰减，两者之间的物理意义的联系被一带而过，让习惯了视觉化思维的学习者感到无所适从。此外，全书的语言风格也过于学术化和冷漠，缺乏任何鼓励和引导性，不像是在教人知识，更像是在阅读一份官方的技术文档摘要。对于需要通过系统性阅读来建立知识框架的读者来说，这本书提供的帮助微乎其微，它更像是为那些已经精通此道的人准备的快速查阅手册，而不是一本真正的学习伴侣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“习题”部分，如果能称之为习题的话，简直是信口开河的集合。我做完基础理论的学习后，满怀信心地想通过习题来巩固，结果发现大部分题目要么设计得极其怪异和偏门，超出了标准课程的要求范围，要么就是纯粹的数值计算，完全考察不到对核心原理的理解。比如，有一个关于卷积的题目，要求计算一个非常复杂的、由三角函数和阶跃函数交织定义的信号的自卷积，计算过程冗长且繁琐，最后得到的解析解长达好几页，耗费了大量时间，但这个过程对理解卷积的本质——即“时间反转和平移”——几乎没有任何帮助。相比之下，那些真正能体现系统特性、考察学生对系统建模能力的综合性题目却少得可怜，或者干脆就没有。市面上很多优秀的参考书会把习题分成基础、中等和挑战三个难度层级，并配有详尽的解题思路引导，而这本书的习题分布完全不均衡，要么过于简单，要么就是故作高深，缺乏一种循序渐进的梯度设计。

评分☆☆☆☆☆

作为一本声称用于“复习”的书籍，它的总结能力差得令人发指。在一章结束后，作者没有提供任何简洁明了的“本章回顾”或“核心公式速查表”，这对于考前快速回顾关键知识点至关重要的一环完全缺失了。读者如果想在短时间内找到某个特定定理的精确表述或者某个变换的对应关系，几乎要重新阅读整章内容，效率极低。更让人恼火的是，全书的术语定义似乎并不统一，有时候同一个概念在不同章节会出现描述上的细微差异，这对于需要精确记忆的考试复习阶段来说，是致命的缺陷。我甚至发现书中的一些基础定义，比如单位冲激函数的狄拉克表示，其表述方式与其他主流教科书存在明显出入，这无疑会造成读者的认知混乱。一本合格的复习资料，应当是知识的提炼者和巩固者，而不是另一个需要被重新解读和整理的复杂文本。这本书，远未达到这个基本标准。

评分☆☆☆☆☆

从教学法和学习体验的角度来看，这本书的组织结构是极其失败的。它似乎没有考虑到现代学生获取信息的习惯和认知负荷的限制。章节的划分是按照传统教材的模式僵硬地堆砌起来的，比如把连续时间和离散时间的内容强行分割，而不是在介绍基本概念时就同步对比两者的异同，从而强化读者的普适性理解。书中大量的图示表达得模糊不清，很多波形图的坐标轴标签缺失或者比例严重失真，使得读者无法通过图形直观地感受到信号处理过程中诸如采样、频谱泄露等现象的真实面貌。如果说优秀的教材是优秀的“地图”，那么这本书更像是一堆不成体系的“碎片化笔记”。它没能有效地将理论知识与工程实践联系起来，通篇都在讨论“是什么”和“怎么算”，却很少触及“为什么”和“在实际中如何应用”。这种脱离实际的纯理论堆砌，极大地削弱了学习的兴趣和动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量简直是一场灾难。纸张的质感粗糙得让人怀疑是不是用了回收纸浆，油墨的印制也极不稳定，有些地方的字体模糊不清，有的地方又黑得发暗，看得人眼睛生疼。更要命的是，章节之间的逻辑衔接生硬得像被斧头砍断了一样，从一个概念跳到另一个概念毫无过渡，让人感觉作者根本没有花心思去构建一个完整的学习路径。例如，在讲到傅里叶变换的部分，前一页还在讲基础定义，下一页突然就出现了复杂的积分表达式，中间缺少了大量关键的推导步骤和直观解释，完全没有顾及到读者初次接触这些复杂概念时的困惑。配套的习题部分，答案的呈现方式也让人摸不着头脑，很多题目的解答步骤缺失得非常夸张，给出的最终结果也常常与题目本身的条件似乎不太吻合，需要读者花费大量时间去反向验证和猜测作者的意图，这对于一个以“复习及习题”为卖点的书籍来说，是不可原谅的疏忽。这样的实体书，实在是对学习过程的一种折磨，它不仅没能起到辅助学习的作用，反而成了理解知识的巨大障碍。