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李金平沈明山姜余祥 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121180057

商品编码：29694746357

包装：平装

出版时间：2012-09-01

基本信息

书名：电子系统设计(第2版)

定价：59.80元

作者：李金平沈明山姜余祥

出版社：电子工业出版社

出版日期：2012-09-01

ISBN：9787121180057

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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内容提要

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　　本书是依据高等工科院校电子技术实践教学大纲的基本要求，并结合作者多年的科研与教学的经验编写的。全书以电子系统设计为目标，系统讲解了元器件选择、传感器应用、信号调理电路、A/D和D/A转换、可编程器件开发应用、单片机系统、驱动电路及PCB等设计原理与设计方法，并提供了大量、翔实的设计实例。本书适应应用型人才的培养需求，具有先进性、实用性、系统性和灵活性。

目录

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'章 电子系统设计基础知识
1.1 电子系统的设计方法
1.1.1 明确系统的设计任务和要求
1.1.2 方案的比较与选择
1.1.3 单元电路的设计、参数计算和元器件选择
1.1.4 电路的仿真
1.1.5 电路图的绘制及印制电路板的设计
1.2 电子系统的组装与调试
1.2.1 电子系统的组装
1.2.2 电子系统的调试
1.3 电子系统的抗干扰技术
1.3.1 在干扰源处采取措施
1.3.2 在耦合通道上采取措施
1.3.3 在传输通道上采取措施
思考题与习题
第2章 常用电子元器件
2.1 电阻器
2.1.1 电阻器的作用
2.1.2 电阻器的分类
2.1.3 电阻器的主要技术指标
2.1.4 电阻器的合理选用与质量判别
2.2 电位器
2.2.1 电位器的作用
2.2.2 电位器的分类
2.2.3 电位器的主要技术指标
2.2.4 几种常用的电位器
2.2.5 电位器的合理选用与质量判别
2.3 电容器
2.3.1 电容器的作用
2.3.2 电容器的分类
2.3.3 电容器的主要技术参数
2.3.4 几种常用的电容器
2.3.5 电容器的合理选用与质量判别
2.4 电感器和变压器
2.4.1 电感器
2.4.2 变压器
2.5 继电器
2.5.1 继电器的作用
2.5.2 继电器的分类
2.5.3 电磁式继电器的主要参数
2.5.4 电磁式继电器的合理选用与质量判别
2.6 半导体器件
2.6.1 晶体二极管
2.6.2 晶体三极管
2.6.3 场效应管(FET)
2.6.4 晶闸管
2.7 常用集成电路器件
2.7.1 集成电路的分类
2.7.2 集成电路的主要参数
2.7.3 常用集成电路简介
2.7.4 集成电路的选用原则及注意事项
2.8 传感器
2.8.1 温敏传感器
2.8.2 光电传感器
2.8.3 气敏传感器
2.8.4 湿敏传感器
2.8.5 磁敏传感器
2.8.6 力敏传感器
2.8.7 传感器的选用
思考题与习题
第3章 电子电路的仿真
3.1 Multisim概述
3.2 Multisim的操作使用方法
3.2.1 设计主界面的进入及主界面的介绍
3.2.2 Multisim主菜单简介
3.2.3 Multisim元件数据库介绍
3.2.4 Multisim的虚拟仪器仪表简介
3.2.5 在Multisim中建立并仿真电路
3.3 Multisim的主要分析功能
3.3.1 直流工作点分析
3.3.2 交流分析
3.3.3 瞬态分析
3.3.4 傅里叶分析概述
3.3.5 失真分析
3.3.6 直流扫描分析
3.3.7 DC和AC灵敏度分析
3.3.8 参数扫描分析
3.3.9 温度扫描分析
3.3.10 零-极点分析
3.3.11 其他分析
3.4 Multisim的应用实例
3.4.1 电子元器件的性能测试
3.4.2 滤波电路分析
3.4.3 模拟电路的设计与分析
3.4.4 数字电路的设计与分析
思考题与习题
第4章 电子系统中的常用单元电路设计
4.1 稳压电源电路的设计
4.1.1 稳压电源的主要技术指标及组成
4.1.2 整流、滤波电路及其设计
4.1.3 直流稳压电路及其设计
4.2 信号发生电路的设计
4.2.1 信号发生电路的主要性能要求
4.2.2 信号发生电路的一般设计方法
4.2.3 正弦波振荡电路的设计
4.2.4 RC方波振荡电路的设计
4.2.5 函数发生器的设计
4.3 信号选择电路的设计
4.3.1 多路信号选择电路
4.3.2 有源滤波电路的设计
4.4 信号调理单元电路的设计
4.4.1 小信号放大电路
4.4.2 频率变换电路设计
4.4.3 信号整形电路设计
4.5 A/D、D/A接口电路的设计
4.5.1 A/D接口电路设计
4.5.2 D/A接口电路设计
4.6 驱动电路的设计
4.6.1 常用驱动器的选择及其典型应用
4.6.2 常用光电耦合器的选择及其驱动电路
4.7 控制单元电路的设计
4.7.1 声控电路及其设计
4.7.2 光控电路及其设计
4.7.3 遥控电路及其设计
思考题与习题
第5章 系统可编程技术
5.1 可编程器件的基本原理
5.1.1 可编程逻辑器件概述
5.1.2 可编程逻辑器件基本结构
5.2 高密度系统可编程逻辑器件
5.2.1 Altera公司CPLD器件
5.2.2 Altera公司的FPGA器件
5.2.3 CPLD器件和FPGA器件的编程、适配与边界扫描测试技术
5.3 可编程逻辑器件开发软件及应用
5.3.1 QuartusII软件的安装
5.3.2 QuartusII软件的主界面
5.3.3 文本输入设计法
5.3.4 原理图输入设计法
5.3.5 QuartusII的层次化设计
5.3.6 VHDL设计
5.4 数字系统开发实例
5.4.1 ASM图与交通灯控制器设计
5.4.2 出租车计程计价表
5.5 Nios II系统设计实例
5.5.1 Nios II软核处理器设计
5.5.2 Nios 应用程序开发
5.6 系统可编程模拟器件
5.6.1 可编程模拟器件概述
5.6.2 Lattice的ispPAC系列器件的结构
5.5.3 ispPAC接口
5.6.4 UREFOUT缓冲电路
5.6.5 ispPAC增益调整方法
5.6.6 有源滤波器设计
5.7 PAC-Designer软件及开发实例
5.7.1 可编程模拟器件的开发流程
5.7.2 ispPAC10器件开发应用示例
5.7.3 ispPAC20器件开发应用示例
5.7.4 ispPAC80器件开发应用示例
思考题与习题
第6章 单片机应用系统设计
6.1 小应用系统设计
6.1.1 MCS-51系列单片机结构
6.1.2 AT89C52单片机指令集
6.1.3 AT89C52单片机小应用系统
6.2 单片机系统扩展
6.2.1 数据存储器
6.2.2 I/O接口扩展
6.3 单片机接口电路设计
6.3.1 键盘接口电路
6.3.2 显示接口
6.3.3 打印接口
6.3.4 通信接口
思考题与习题
第7章 电子绘图软件
7.1 Protel概述
7.1.1 EDA软件现状
7.1.2 电路板设计步骤
7.2 Protel 99 SE安装
7.3 Protel电路原理图设计
7.3.1 原理图设计流程
7.3.2 数据库文件
7.3.3 原理图设计过程
7.3.4 原理图常用命令
7.3.5 原理图库设计
7.3.6 原理图Miscellaneous Devices库器件清单
7.4 印制电路板（PCB）设计
7.4.1 新建PCB文件
7.4.2 PCB线路板信号层管理
7.4.3 PCB绘图工具
7.4.4 PCB布线规则
7.4.5 PCB布线步骤
7.4.6 PCB库管理
7.5 Keil与Proteus联调
7.5.1 联调环境设置
7.5.2 编辑工程文件
7.5.3 联调
思考题与习题
第8章 实用电子系统设计举例及课题
8.1 电子系统综合设计实例
8.1.1 数控直流电源的设计
8.1.2 波形发生器的设计
8.1.3 简易逻辑分析仪的设计
8.1.4 简易数字存储示波器设计
8.2 电子技术课程设计课题
8.2.1 CDMA设备用AC/DC开关稳压电源
8.2.2 多路输出的直流稳压电源
8.2.3 小功率线性直流稳压电源
8.2.4 开关型直流稳压电源
8.2.5 简易开关式充电器
8.2.6 镍镉电池快速充电器
8.2.7 车用镍镉电池充电器
8.2.8 车距报警器
8.2.9 气体烟雾报警器
8.2.10 汽车无线报警器
8.2.11 电子体温计
8.2.12 开关电源电磁干扰滤波器
8.2.13 抗混叠低通滤波器
8.2.14 阶梯波发生器
8.2.15 自行车时速表
8.2.16 电阻精度筛选仪
8.2.17 信号波形发生器
8.2.18 OCL低频功率放大器
8.2.19 洗衣机控制电路
8.2.20 无线红外耳机
8.2.21 无线遥控电控锁
8.2.22 线路寻迹器
8.2.23 8路抢答器
8.3 电子系统综合设计课题
8.3.1 有关电源的课题
8.3.2 有关信号源的课题
8.3.3 有关放大器的课题
8.3.4 有关电参量测量和电子仪器的课题
8.3.5 有关数据采集的课题
8.3.6 有关检测和自动控制的课题
8.3.7 有关无线电的课题'

作者介绍

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文摘

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序言

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《电路基础与应用》 内容简介 本书旨在为读者构建扎实的电路基础知识体系，并引导读者将理论知识应用于实际的电路设计与分析。本书内容涵盖了从最基本的电路元件特性到复杂的信号处理技术，力求全面、深入地阐述电路领域的关键概念和实用技巧。本书适合电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及致力于提升自身电路设计与分析能力的工程师和技术爱好者阅读。 第一章：电路基础元件 本章将带领读者深入了解构成现代电子系统的基本砖块——电路元件。我们将从静态元件入手，详细阐述电阻、电容和电感这三种基本无源元件的物理特性、数学模型及其在电路中的作用。 电阻： 介绍欧姆定律，阐述电阻率、长度、横截面积与电阻的关系。探讨不同材料电阻的差异，以及温度对电阻值的影响。分析串联和并联电阻的等效电阻计算方法，并引入分压和分流电路的概念，为后续分析打下基础。 电容： 解释电容的定义，即储存电荷的能力，并介绍其单位法拉。阐述电容器的结构（平行板电容器模型），以及电容值与极板面积、介电常数和极板间距的关系。分析电容器在直流和交流电路中的不同表现，强调其在存储能量和滤波方面的作用。讲解串联和并联电容器的等效电容计算。 电感： 定义电感，即抵抗电流变化的性质，并介绍其单位亨利。讲解电感器的结构（线圈），以及电感值与线圈匝数、磁芯材料和几何尺寸的关系。分析电感器在直流和交流电路中的行为，强调其在储存磁场能量和构建谐振电路中的作用。讲解串联和并联电感器的等效电感计算。 在此基础上，本章还将初步介绍一些有源元件，为后续章节的深入探讨做铺垫。 第二章：基本电路分析方法 掌握高效的电路分析方法是解决复杂电路问题的关键。本章将系统介绍几种经典的电路分析技术，使读者能够系统性地解析电路的电压、电流分布。 基尔霍夫定律： 详细讲解基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。通过大量实例，演示如何应用KCL和KVL来建立电路的节点方程和回路方程，从而求解未知量。 节点电压分析法： 介绍如何以节点电压为变量，建立一组线性方程来求解电路。重点讲解如何选择参考节点，以及如何处理受控源和受控元件。 网孔电流分析法： 介绍如何以网孔电流为变量，建立一组线性方程来求解电路。重点讲解如何定义网孔，以及如何处理与多个网孔共享的支路。 叠加定理： 阐述叠加定理的原理，即在线性电路中，多激励源作用下的响应等于各单独激励源作用下响应的代数和。重点讲解如何逐个移除激励源，并求解电路，最后叠加结果。 戴维宁定理与诺顿定理： 详细介绍戴维宁定理和诺顿定理，即任何线性双端网络都可以用一个简单的等效电压源（戴维宁等效电路）或一个简单的等效电流源（诺顿等效电路）来代替。讲解如何计算等效电压源的电压、等效电流源的电流以及等效电阻，从而简化复杂电路的分析。 第三章：交流电路分析 现代电子系统绝大多数工作在交流环境下，因此深入理解交流电路的特性至关重要。本章将带领读者进入交流电的世界。 相量法： 引入相量（phasor）的概念，将正弦稳态信号表示为复数，从而将微分方程的分析转化为代数方程的分析。讲解正弦电压和电流的幅值、频率和相位。 阻抗与导纳： 定义交流电路中的阻抗（impedance）和导纳（admittance），以及电阻、电容和电感在交流电路中的复数阻抗表示。讲解串联和并联阻抗的计算。 RLC串联和并联电路： 分析RLC串联和并联电路在交流下的电压、电流关系，重点分析电路的谐振现象（谐振频率、品质因数、带宽），以及这对滤波电路设计的重要性。 功率分析： 介绍瞬时功率、平均功率（有功功率）、视在功率和无功功率的概念。讲解功率因数及其对电路效率的影响，以及如何通过功率因数补偿来提高功率利用率。 第四章：瞬态响应分析 电路在接入信号或元件参数发生变化时，会经历一个从初始状态到稳定状态的过渡过程，即瞬态响应。本章将重点分析这一过程。 一阶电路的瞬态响应： 详细分析RC和RL电路在直流激励下的充放电过程。引入时间常数（τ）的概念，并讲解其在决定瞬态过程速度中的作用。 二阶电路的瞬态响应： 分析RLC串联和并联电路在直流激励下的瞬态响应，重点讲解过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况，以及它们对响应波形的影响。 拉普拉斯变换在瞬态分析中的应用： 介绍拉普拉斯变换如何将微分方程转化为代数方程，并求解电路的瞬态响应。重点讲解零输入响应和零状态响应的概念。 第五章：二端口网络分析 在许多实际应用中，我们关注的不仅仅是单个元件的特性，而是由多个元件组成的网络的输入输出关系。本章将介绍二端口网络分析方法。 二端口网络的定义和类型： 讲解二端口网络的结构，并介绍串联、并联、混合型等不同类型的二端口网络。 二端口参数： 详细介绍阻抗参数（Z参数）、导纳参数（Y参数）、传输参数（ABCD参数）和混合参数（H参数）。讲解如何计算和测量这些参数，以及它们在描述网络特性中的作用。 二端口网络的互联： 分析串联、并联和级联等方式连接多个二端口网络时的等效参数计算方法。 第六章：信号与系统基础 本章将为读者介绍信号和系统这两个电子工程领域的核心概念，为理解更复杂的信号处理和系统设计打下基础。 信号的分类： 介绍连续时间信号与离散时间信号、模拟信号与数字信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等分类。 傅里叶级数与傅里叶变换： 讲解如何将周期信号分解为一系列正弦和余弦分量的和（傅里叶级数），以及如何将非周期信号表示为无穷多个频率分量的叠加（傅里叶变换）。重点分析信号的频谱特性。 卷积： 阐述线性时不变（LTI）系统的卷积定理，讲解卷积如何描述输入信号通过系统后产生的输出信号。 拉普拉斯变换与Z变换： 回顾拉普拉斯变换在连续时间系统分析中的作用，并引入Z变换，用于离散时间系统的分析。 第七章：滤波器的设计与分析 滤波器在信号处理、通信系统以及许多其他电子设备中起着至关重要的作用，用于选择性地允许或阻止特定频率范围的信号通过。 滤波器的基本类型： 介绍低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。 滤波器性能指标： 讲解通带、阻带、截止频率、带宽、衰减率等关键性能指标。 滤波器设计方法： 介绍巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和贝塞尔滤波器等经典滤波器设计方法，以及它们在通频带和阻带特性上的权衡。 有源滤波器与无源滤波器： 比较无源滤波器（仅使用R, L, C元件）和有源滤波器（使用运算放大器等有源器件）的优缺点，以及有源滤波器的设计优势。 第八章：电路设计基础 本章将引导读者将所学的电路理论知识应用于实际的电路设计过程中。 电路设计流程： 介绍从需求分析、原理图设计、元件选型、仿真验证到PCB布局布线和调试的完整设计流程。 元件选择原则： 讲解在设计中如何根据性能、成本、可靠性等因素选择合适的电阻、电容、电感、半导体器件等元件。 PCB设计基础： 介绍PCB（Printed Circuit Board）布局布线的基本原则，包括信号完整性、电源完整性、电磁兼容性（EMC）等方面的考虑。 电路仿真工具： 介绍常用的电路仿真软件（如LTspice, PSpice等）的使用方法，以及仿真在设计验证中的重要性。 第九章：电源电路与放大电路 本章将深入探讨电子系统中两类非常重要的基本电路模块：电源电路和放大电路。 电源电路： 线性稳压电源： 介绍稳压二极管、三端稳压器（如78xx系列）的工作原理和应用，以及它们的优缺点。 开关稳压电源： 介绍降压、升压和升降压开关电源的基本拓扑结构和工作原理，以及它们的高效率优势。 滤波与整流： 回顾半波、全波整流电路，以及滤波电容在平滑输出电压中的作用。 放大电路： 晶体管放大器： 介绍双极结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的基本放大电路（如共发射极、共集电极、共基极放大器）。 运算放大器（Op-amp）： 详细介绍运算放大器作为基本放大单元的特性，包括高开环增益、高输入阻抗、低输出阻抗等。讲解同相放大器、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本运算放大器电路。 频率响应： 分析放大电路的频率响应，理解放大器的带宽限制和在高频下的行为。 第十章：数字电路基础 本章将引入数字电子学的基本概念，为读者理解计算机、微控制器等数字系统的运行原理奠定基础。 逻辑门： 介绍与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）等基本逻辑门的功能和逻辑符号。 布尔代数： 讲解布尔代数的原理和常用公式，以及如何使用布尔代数进行逻辑表达式的化简。 组合逻辑电路： 介绍编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、加法器等组合逻辑电路的设计与应用。 时序逻辑电路： 介绍触发器（D触发器、JK触发器、SR触发器）的基本原理和工作方式。讲解寄存器、计数器等时序逻辑电路的设计与应用。 数制转换： 讲解二进制、十进制、十六进制等数制之间的转换。 本书力求通过理论与实践相结合的方式，帮助读者建立完整的电路知识体系，培养扎实的电路分析和设计能力，为他们在未来的学习和工作中奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《嵌入式系统开发实战指南》，我立刻被它那鲜活的案例和紧跟前沿技术的特点所吸引。这本书的重点完全放在了如何将理论知识转化为实际可运行的产品上，从微控制器（MCU）的选择到实时操作系统（RTOS）的移植与应用，每一步都有清晰的代码示例和详细的步骤说明。它没有过多纠缠于晦涩的电磁兼容性（EMC）理论，而是将重心放在了驱动开发、通信协议栈（如CAN、Ethernet/IP）的实现和调试技巧上。作者似乎非常了解一线工程师在项目落地时会遇到的那些“坑”，因此在故障排查和性能优化方面着墨颇多，这部分内容对于提升项目交付质量有着立竿见影的效果。相比于那些偏重理论推导的教材，这本书更像是一位经验丰富的老手在手把手教你做项目，语言风格活泼，充满了“过来人”的忠告，读起来毫无压力，让人有种立刻上手实践的冲动，非常适合已经具备基础知识，渴望进入产品开发阶段的技术人员。

评分☆☆☆☆☆

最近读了一本关于电子系统设计的大部头，叫《电路原理与应用基础》，厚厚一册，感觉内容非常详实，几乎涵盖了从最基础的半导体器件到复杂的数字逻辑电路设计的所有关键环节。这本书的作者显然在电子工程领域深耕多年，对理论的阐述深入浅出，尤其是在讲解复杂概念时，总能结合实际的应用案例，让人豁然开朗。我特别欣赏它对非线性电路分析的部分，那几章的推导过程详尽到令人感动，即便是初学者对照着一步一步来，也能把那些看似玄奥的公式吃得透透的。而且，书中配有大量的图示和仿真截图，使得抽象的电路行为变得可视化，这对于我们这种更偏向实践操作的人来说，简直是福音。不过，对于那些只想快速入门、了解皮毛的读者来说，这本书的深度可能会让人望而却步，因为它没有太多“速成”的技巧，而是扎扎实实地打地基，但如果你想成为一名真正有扎实理论功底的工程师，这本书绝对是案头必备的“武功秘籍”。

评分☆☆☆☆☆

最近翻阅的《电力电子变换器原理与控制》一书，风格与前几本电子系统设计类的书籍截然不同，它将焦点完全集中在了高功率、高效率的能量转换领域。这本书的核心魅力在于对各种拓扑结构（如Buck、Boost、全桥、矩阵变换器等）的稳态分析和动态响应特性的细致刻画。作者非常注重物理直觉的培养，通过详细的开关波形分析和能量守恒定律的应用，让复杂的功率器件工作模式变得易于理解。例如，在讲解PWM控制策略时，它不仅给出了数学模型，还详细分析了不同调制方式对谐波含量和电压质量的影响。这本书的实用性体现在它对实际应用中遇到的问题，如开关损耗、散热设计以及反馈回路的稳定性补偿等方面给出了非常深入的探讨。它不是一本讲究“快速实现”的书，而是一本追求“极致性能与可靠性”的学术力作，对于从事电动汽车、工业驱动或新能源并网等领域的设计工程师而言，是不可或缺的理论基石。

评分☆☆☆☆☆

我手里拿到的这本《大规模集成电路（IC）设计与验证》简直就是IC设计领域的一部百科全书。它的广度令人叹为观止，从前端的RTL代码编写、逻辑综合、静态时序分析（STA），到后端的物理实现、版图设计规则检查（DRC）和寄生参数提取，这本书几乎将整个数字芯片设计流程从头到尾梳理了一遍。它的优势在于系统性极强，清晰地勾勒出了现代EDA工具链的工作流程，并讲解了每一步背后的设计思想。尤其是在讲解亚微米工艺下的设计挑战时，作者对功耗优化和时序收敛问题的探讨非常深刻，提供了许多实用的设计技巧。这本书的价值在于其“流程导向”，它帮助读者建立起一个宏观的视角，理解整个芯片流片过程中的各个环节是如何相互关联、相互制约的。对于有志于进入芯片前端或后端设计岗位的学生来说，这本书提供了极佳的行业全景图，虽然细节的命令需要查阅具体的EDA手册，但其提供的设计哲学是永恒的。

评分☆☆☆☆☆

最近拜读的《高级信号处理与滤波器设计》这本书，给我带来了完全不同的阅读体验。这本书的风格极其严谨，充满了数学的韵味，它将大量的精力投入在了傅里叶分析、Z变换以及数字滤波器的数学建模和性能指标的量化分析上。如果你对信号的频谱特性、采样定理以及如何设计出满足特定频率响应要求的IIR/FIR滤波器感兴趣，这本书绝对是你的不二之选。作者对窗函数、频率混叠的数学推导进行了极其详尽的阐述，每一个公式的由来都追溯得清清楚楚，这对于从事雷达、通信或精密测量领域的专业人士来说，是建立坚实理论基石的宝贵资料。然而，我也必须指出，这本书的阅读门槛相当高，对读者自身的微积分和线性代数功底要求很高，它几乎没有提供可以直接“复制粘贴”的代码或硬件实现方案，更像是一本面向研究人员和高级算法工程师的参考手册，需要静下心来，逐字逐句地消化其中的数学逻辑。