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出版者:科学出版社

作者:刘必虎

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-08-01

价格:39.8

装帧:

isbn号码:9787030073365

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《信号与系统》 本书是一本经典而深入的信号与系统教材，旨在为读者构建一个坚实的分析框架，理解和处理各种信号以及它们所经历的系统。本书不包含数字逻辑电路的具体内容。 核心概念与内容： 本书的重点在于信号的本质、系统的特性以及二者之间的交互。我们将从最基础的信号表示方法入手，包括连续时间信号和离散时间信号的定义、分类及其基本运算。读者将学习如何将复杂的信号分解为更简单的基本单元，例如指数信号、正弦信号、冲激信号和阶跃信号，并理解它们在线性系统分析中的重要作用。 接着，本书将深入探讨系统的概念。我们将聚焦于线性时不变（LTI）系统，这是许多实际系统模型的基础。本书将详细介绍LTI系统的数学描述，重点在于卷积的概念。读者将理解卷积如何表示一个LTI系统对任意输入信号的响应，并学习计算和解释卷积积分（对于连续时间系统）和卷积和（对于离散时间系统）。通过对卷积的深入理解，读者将能预测和分析系统在不同输入下的行为。 为了更有效地分析信号和系统，本书将引入两种强大的变换域分析工具：傅里叶变换和拉普拉斯变换。傅里叶变换能够将信号从时域转换到频域，揭示信号的频率成分，这对于理解信号的带宽、滤波以及通信系统至关重要。本书将详细讲解傅里叶级数和傅里叶变换的性质，以及它们在信号分析中的应用。 拉普拉斯变换则提供了更为通用的工具，能够处理更广泛的信号，包括非周期信号和不收敛的信号。本书将系统介绍单边拉普拉斯变换和双边拉普拉斯变换，重点分析其在系统稳定性分析、瞬态响应计算以及求解微分方程等方面的优势。读者将学习如何利用拉普拉斯域中的传递函数来表征LTI系统的动态行为，并理解零极点分析在理解系统特性中的作用。 对于离散时间系统，本书将同样深入探讨离散傅里叶变换（DFT）和Z变换。DFT是傅里叶变换在离散信号上的对应，是数字信号处理（DSP）领域的基础。本书将介绍DFT的计算及其性质，并探讨其在频谱分析和滤波器设计中的应用。Z变换则是离散时间LTI系统分析的核心工具，其作用类似于连续时间系统中的拉普拉斯变换。本书将详细阐述Z变换的性质，以及如何利用它来分析离散时间系统的稳定性、频率响应以及求解差分方程。 此外，本书还将涵盖一些重要的系统分析方法，例如状态空间分析。通过引入系统的状态变量，我们可以用一组一阶微分方程（或差分方程）来描述系统的内部动态。本书将介绍状态方程和输出方程的构建，并讲解如何利用状态空间方法来分析系统的能控性、能观性以及设计状态反馈控制器。 本书特色： 理论与实践结合： 本书在讲解理论概念的同时，辅以大量的例题和习题，帮助读者巩固所学知识，并将其应用于实际问题。 数学工具的严谨性： 本书在数学推导上力求严谨，同时又不失清晰易懂，力求让读者在掌握数学工具的同时，理解其背后的物理意义。 循序渐进的结构： 本书的章节安排遵循循序渐进的原则，从基本概念逐步深入到高级主题，确保读者能够建立清晰的学习路径。 广泛的应用视野： 本书所介绍的信号与系统分析方法是众多工程领域的基础，包括通信系统、控制系统、信号处理、图像处理以及生物医学工程等。 本书适合读者： 本书适合所有对信号与系统分析感兴趣的本科生、研究生以及相关领域的工程师和研究人员。无论您是电子工程、通信工程、自动化、计算机科学还是其他相关专业的学生，本书都能为您提供坚实的理论基础和实用的分析工具。 通过学习本书，您将能够： 深刻理解信号和系统的基本概念。 熟练运用卷积、傅里叶变换、拉普拉斯变换、DFT和Z变换等分析工具。 准确分析和预测线性时不变系统的行为。 掌握信号在不同系统中的传递和变换规律。 为进一步学习更高级的信号处理、通信和控制理论打下坚实基础。 《信号与系统》 将是您探索信号与系统世界的理想指南，帮助您在纷繁复杂的信息流中洞察本质，驾驭技术。

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说实话，我是一个偏爱实践操作的读者，对于纯理论的啃读常常感到枯燥。这本书最成功的地方之一，就是它完美地平衡了理论深度和实践指导。它没有止步于纸上谈兵，而是将理论知识紧密地与实际的硬件实现联系起来。书中的每一个重要概念，几乎都配有清晰的**硬件描述语言（HDL）**的示例代码，这对于我们这些希望从理论直接迈向FPGA或ASIC设计的学习者来说，简直是如虎添翼。我尝试着跟着书中的步骤，用Verilog（或者VHDL，具体看当时章节的侧重）实现了一个书上讲到的计数器模块，对照仿真波形，那种知识点立刻“活”起来的感觉，是单纯看公式推导无法比拟的。这种手把手的引导，极大地降低了从理论到工程实践的陡峭坡度。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调配上简洁的白色字体，透着一股严谨又不失现代感的专业气息。拿到手里，分量适中，纸张的质感也相当不错，翻起来很有手感，让人忍不住想立刻沉浸其中。我原本对这个领域抱持着敬畏之心，觉得它一定充满了晦涩难懂的公式和枯燥的理论，但光是目录的编排就展现出了作者的匠心。它不是那种堆砌知识点的教科书，更像是一张精心绘制的导航图，从最基础的布尔代数开始，稳步过渡到复杂的组合逻辑与时序逻辑，每一步的衔接都像是水到渠成，让人感到豁然开朗。特别是前几章对基本概念的阐述，那种层层递进的讲解方式，仿佛身边就有一位耐心的老师，用最直观的例子来剖析抽象的原理。这简直是一次美妙的阅读体验的开始，让人对后续内容的探索充满了期待。

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这本书的精髓，我认为在于它对于“为什么”的深入挖掘，而不是仅仅停留在“是什么”的层面。很多同类书籍只是罗列了各种逻辑门电路的真值表和实现方法，读完后虽然知道怎么搭出电路，但总觉得心里空落落的，不明白背后的设计哲学。然而，这本书非常注重从系统设计的角度去阐述每一个模块的必要性。它会花大量篇幅去探讨在实际工程中，我们如何权衡速度、功耗和面积这三大关键指标，以及如何通过巧妙的逻辑设计来优化这些性能。我尤其欣赏其中关于**状态机设计**的那几章，作者不仅清晰地画出了状态转移图，还对不同编码方式（如独热码和格雷码）在实际应用中的优劣进行了深入对比分析，并辅以实际的案例分析，让我对如何构建一个健壮且高效的时序系统有了全新的认识。这种深入骨髓的洞察力，实在难得。

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这本书的排版和图示质量，绝对达到了专业级别的水准，这一点必须点赞。在学习逻辑电路时，清晰的电路图和波形图是理解复杂操作流程的生命线。我阅读过的其他教材，常常因为图例模糊不清、元件符号不规范而让人倍感困扰，需要花费大量时间去“破译”图纸。但在这本书里，无论是组合逻辑的卡诺图化简过程，还是时序电路中对时钟边沿和毛刺的处理，所有示意图都处理得极其精细和规范。特别是那几张关于**时序分析**的图，将建立时间（setup time）和保持时间（hold time）的约束条件描绘得淋漓尽致，配上文字说明，即便是一个初学者也能立刻把握住这些关键的时间概念，避免了日后在电路调试中掉入陷阱。这种对细节的极致追求，体现了作者对读者学习体验的尊重。

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这本书的叙事风格非常独特，它不像是一本标准化的教材，更像是一位经验丰富的老工程师在向一群有潜力的后辈传授他毕生的经验和教训。它的语言幽默而不失严谨，总能在关键的理论节点插入一些关于“设计陷阱”的温馨提示。比如，在介绍竞争冒险（Hazards）现象时，作者不仅给出了消除方法，还用一种略带调侃的语气描述了这些“不请自来的脉冲”在实际电路中能造成多大的麻烦。这种带着人情味的写作方式，极大地缓解了学习数字系统设计时可能产生的挫败感，让整个过程充满了探索的乐趣。它成功地将一个原本冰冷的工程学科，注入了鲜活的思考和职业智慧，让人在掌握技术的同时，也学会了工程师应有的审慎态度。

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