电路理论/高等学校教学用书

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页数:269
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出版时间:2003-1
价格:30.00元
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isbn号码:9787502432935
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图书标签:
  • 电路理论
  • 电路分析
  • 电气工程
  • 高等学校教材
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  • 电子技术
  • 基础电路
  • 模拟电路
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具体描述

全书共分7章,主要内容为电路模型和基本定律,线性电阻网络分析,线性动态电路暂态过程的时域分析,正弦电路的稳态分析,谐振电路与周期非正弦稳态电路,非线性电路,OrCAD/PSpice在电路理论分析中的应用。

本书符号教育部颁布的《电路课程教学基本要求》,内容紧密联系实际,引入现代电路理论新技术知识。每章后习题紧扣所讲内容,题型归纳清楚,书后附有习题答案。

本书可作为高等院校计算机、电子信息等类专业本、专科教材,亦可作为相关工程技术人员的参考书。

好的,这是一本关于高级数据结构与算法的教材的详细简介,旨在满足您的要求,不包含任何关于您提到的《电路理论》的内容,并且力求自然流畅、信息详实。 --- 《高性能计算与复杂系统中的数据结构与算法设计》 教材定位与适用范围 本书是一本面向计算机科学、软件工程、信息与通信工程专业高年级本科生及研究生深度学习的专业教材。它并非停留在对基础数据结构(如链表、树、图的基础操作)的重复介绍,而是将焦点精确对准于现代高性能计算环境、大规模数据处理以及复杂系统建模所必需的前沿算法范式与高效数据结构实现。 本书内容涵盖了从理论基础的深化到实际工程应用的桥梁,旨在培养读者不仅能够理解现有算法的原理,更能够根据特定计算约束(如内存层次结构、并行性、实时性要求)设计和优化新型数据结构与算法的能力。 核心内容模块深度解析 全书共分为七大部分,结构严谨,层层递进。 第一部分:内存层次结构优化与缓存感知算法 本部分是全书的基础和关键,直接关联到现代CPU架构的性能瓶颈。 1. 内存系统基础回顾与性能瓶颈分析: 深入剖析多级缓存(L1, L2, L3)的工作机制、缓存一致性协议(如MESI)以及主存访问延迟。 2. 外部存储与磁盘I/O优化: 侧重于B树族结构(B+树、B树)在数据库和文件系统中的应用,重点讲解如何通过调整分支因子来最小化磁盘寻道时间,并引入延迟写入与预取技术。 3. 缓存感知排序与搜索: 详细介绍如何重构经典算法(如快速排序、合并排序)以实现更好的“缓存命中率”(Cache Hit Rate)。探讨Tiled Matrix Multiplication (分块矩阵乘法),分析其如何将计算区域限制在L1/L2缓存内,实现数量级的速度提升。 第二部分:大规模图算法与稀疏数据处理 随着社交网络、生物信息学和网络分析的需求激增,处理大规模、高度稀疏的图结构成为核心挑战。 1. 图的存储范式比较: 深入对比邻接矩阵、邻接表、压缩稀疏行(CSR)和压缩稀疏列(CSC)的内存占用、随机访问性能与迭代遍历效率。重点分析CSR在高性能计算(HPC)环境下的优势。 2. 并行图遍历: 介绍单指令多数据(SIMD)和单程序多数据(SPMD)模型下的图遍历算法,如Breadth-First Search (BFS)的并行化策略。 3. 社区发现与网络中心性计算: 覆盖Louvain算法、Label Propagation Algorithm (LPA) 的并行实现,以及PageRank算法的迭代收敛加速技术。 第三部分:动态与流式数据结构 本部分关注于数据不断到达、状态持续变化的场景,要求数据结构具备快速更新和近似查询能力。 1. 布隆过滤器(Bloom Filters)的进阶应用: 探讨其在分布式缓存系统(如Memcached)中的去重作用,并深入分析其误报率的数学建模与如何通过自适应参数调整来控制误差。 2. Count-Min Sketch (CMS) 与频率估计: 讲解CMS如何在单遍数据流中,以极小的内存消耗估计元素出现频率,并应用于网络流量监控。 3. Skip Lists的并发实现: 区别于标准的平衡树,Skip List在并发环境下的锁粒度控制与无锁(Lock-Free)实现机制。 第四部分:空间数据结构与地理信息系统(GIS) 本部分侧重于高维空间数据的索引与查询。 1. R-Tree族结构: 详细剖析R-Tree、R-Tree及其在范围查询和最近邻搜索中的性能差异。 2. 四叉树(Quadtree)与八叉树(Octree): 探讨它们在场景渲染、碰撞检测中的应用,以及如何通过自适应细分策略来平衡树的高度和节点的空间覆盖。 第五部分:概率数据结构与近似计算 在无法接受精确计算的延迟或内存限制时,本书引导读者掌握如何设计可接受误差的近似算法。 1. HyperLogLog (HLL): 详尽解析HLL如何仅用少量内存(通常是12KB)就能以极高精度估算海量数据中的基数(Cardinality),及其背后的调和平均数原理。 2. MinHash 与相似性度量: 在大规模文档去重与LSH(局部敏感哈希)的应用中,MinHash如何快速估计Jaccard相似度。 第六部分:并行与分布式数据结构 着眼于多核CPU和集群环境,如何打破数据访问的同步壁垒。 1. 并发数据结构基础: 深入理解原子操作(Compare-and-Swap, CAS)、内存屏障(Memory Fences)在构建高效无锁栈、队列中的作用。 2. MapReduce与GraphX模型中的数据组织: 讨论如何在分布式框架中划分和传输图数据,以最小化跨节点通信的开销。 3. 向量化与SIMD指令集下的数据对齐: 讲解如何通过数据结构的设计(如Structure of Arrays而非Array of Structures)来最大化CPU向量化单元的利用率。 第七部分:算法复杂度的深入分析与实践案例 本部分将理论分析与工程实践紧密结合。 1. 最坏情况与平均情况的平衡: 针对随机化算法(如Karger’s Min-Cut)的性能分析,以及如何通过多重迭代来保证实用性。 2. 基准测试与性能剖析工具链: 教授读者如何使用如`perf`、Valgrind等工具对自定义数据结构进行微基准测试(Micro-benchmarking),识别热点代码和内存访问延迟的真实来源。 3. 实际工程案例剖析: 选取至少两个大型开源项目(如Redis的内部实现、Hadoop的存储层)中体现的高级数据结构应用。 教学特色与学习目标 本书强调“为什么这样设计”而非仅仅是“如何实现”。每个高级数据结构都不是孤立存在的,而是针对特定计算瓶颈(如I/O受限、访存延迟高、通信瓶颈、或内存预算紧张)的工程化解决方案。 学习者在完成本书的学习后,将具备以下能力: 能够根据应用场景的硬件约束(缓存大小、并行度)选择或设计最优的数据结构。 熟练掌握在并行和分布式环境下实现数据共享和同步的策略。 能够对现有复杂系统的性能瓶颈进行深入的算法级和数据结构级的诊断和优化。 本书适合作为计算机专业深度核心课程的教材,其内容深度和广度远超一般的数据结构入门课程,是迈向高性能计算、大数据系统架构师的必备知识储备。

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读后感

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用户评价

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这本书的目录结构清晰,从最基础的电路元件(电阻、电容、电感)讲起,循序渐进地引入了节点电压法、网孔电流法等分析方法。我尤其喜欢它在讲解基尔霍夫定律时,不仅仅是给出了公式,还配以大量的实例,从简单的串并联电路到稍复杂的网络,都进行了详尽的推导。每一个步骤都解释得非常到位,让我这种初学者也能很快理解。更值得称赞的是,书中并没有回避一些看似“繁琐”的证明过程,比如戴维宁定理和诺顿定理的推导,虽然初看会觉得有些吃力,但一旦理解了其背后的逻辑,就会发现它们在简化电路分析方面的巨大威力。书中还专门辟出了章节讲解了电路的暂态分析和稳态分析,对于理解电容和电感在动态过程中的作用至关重要。例如,在讲解RLC串联电路的暂态响应时,书中不仅给出了微分方程的求解过程,还对各种阻尼情况(过阻尼、临界阻尼、欠阻尼)的响应曲线进行了直观的展示,并通过对比分析,让我深刻理解了不同参数对电路行为的影响。此外,书中在讲解交流电路时,对相量分析法进行了详细介绍,将复杂的正弦稳态分析简化为代数运算,极大地提高了分析效率。每一个公式的推导都严谨而清晰,让我对相量法的应用有了更深入的认识。对于那些需要进行更复杂电路分析的读者,书中还介绍了二端口网络理论,虽然这一部分的内容略显深入,但其系统性的阐述和丰富的例题,为进一步学习提供了坚实的基础。总体而言,这本书的知识体系非常完整,从宏观的电路概念到微观的元件特性,再到具体的分析方法和应用,都覆盖得非常全面,是学习电路理论的理想参考书。

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这本书的内容编排可谓是匠心独运,从基础到深入,一步一个脚印。让我印象深刻的是,书中在讲解“最大功率传输定理”时,不仅仅给出了定理的结论,还通过能量转化的角度,深入分析了为什么在特定条件下才能实现最大功率传输,并且通过曲线图展示了当负载电阻与源内阻不匹配时,功率传输效率会急剧下降。这让我对“匹配”这个概念有了更深刻的理解。书中关于“线性电路”的定义和性质的讲解也非常到位,它详细阐述了线性电路满足叠加原理和齐次性原理,并以此为基础,引入了各种分析方法,如节点电压法、网孔电流法、戴维宁定理、诺顿定理等。这让我明白,很多复杂的电路都可以通过线性化处理,然后应用这些基本定理来解决。我尤其欣赏书中对“瞬态分析”的讲解,它清晰地阐述了电容和电感在电路动态过程中的作用,以及它们如何存储和释放能量,从而影响电路的响应。例如,在分析RLC串联电路的暂态响应时,书中详细推导了各种阻尼情况下的微分方程解,并给出了相应的瞬态响应曲线,让我对电路的“记忆”效应有了更直观的认识。此外,书中对“交流电路”的讲解,也从相量的角度入手,将复杂的正弦稳态分析简化为代数运算,通过大量的例题,让我熟练掌握了相量法的应用。

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这本书的深度和广度都非常适合作为一本高等学校的教学用书。它不仅仅停留在理论的层面,更注重理论与实际的结合。我印象特别深刻的是,书中在讲解“功率因数”的概念时,不仅给出了数学上的定义,还详细阐述了功率因数低对电网运行带来的不利影响,比如增加线路损耗、降低供电设备的利用率等,并介绍了提高功率因数的常用方法,如配置并联电容器。这让我认识到,电路理论不仅仅是枯燥的数学推导,而是与我们日常生活息息相关的工程技术。书中关于“暂态分析”的部分,对RLC电路的阻尼特性进行了非常深入的分析,特别是对“欠阻尼”情况下的振荡行为,给出了详细的数学推导和曲线图,让我对如何控制电路的振荡,以及振荡对系统可能产生的影响有了更深刻的理解。在讲解“交流稳态分析”时,书中对“相量”概念的引入非常自然,并通过大量的相量图和复数运算,展示了如何将复杂的正弦稳态分析转化为简单的代数运算,这极大地提高了计算效率。此外,书中还触及了“二端口网络”这一较为深入的主题,虽然内容相对较少,但其清晰的定义和基本的参数(如Z参数、Y参数、h参数)的介绍,为有进一步学习需求的读者提供了一个很好的起点。书中对各种定理的证明,都力求严谨,逻辑清晰,并且通常会辅以直观的图解,这使得理解起来更加容易。

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这本书在概念的引入和阐述上做得非常出色,特别是对于一些初学者可能觉得抽象的概念,比如“电势”和“电压”的区别,书中用非常形象的比喻来解释,比如把电压比作水压,电势比作水位,一下子就将概念具象化了,极大地降低了理解门槛。当我读到关于“场”的概念时,虽然物理学中关于电场和磁场的描述更为深入,但这本书在电路分析的语境下,用一种非常贴合工程实际的方式解释了电场力的作用,以及它如何驱动电荷定向移动形成电流。书中关于“功率”的讲解也十分透彻,不仅给出了功率的定义和计算公式,还区分了瞬时功率、平均功率和有功功率、无功功率等概念,并通过实例展示了它们在不同电路中的实际意义。这对于理解电能的消耗和传输至关重要。另外,关于“能量”的存储和释放,比如电容存储电场能,电感存储磁场能,书中通过能量守恒的视角来分析电路,让我对电路的整体运行有了更深的理解。尤其让我印象深刻的是,书中在讲解“叠加原理”时,不仅给出了数学推导,还用了一个生动的生活化例子来类比,比如一个人在跑步机上跑步,同时又有人在推他,两个力会叠加产生一个总的运动状态。这种类比非常有助于理解原理的核心思想。书中对“等效变换”的讲解也是点睛之笔,比如Y-Δ变换,虽然初看可能会觉得它有些“取巧”,但一旦掌握,就能发现它在简化复杂电路结构方面的强大作用。书中对于各种定理的推导,都非常严谨,逻辑性极强,让我能追溯到每一步的合理性。

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这本书的内容设计非常符合高等教育的教学需求,逻辑严谨,层层递进。让我印象深刻的是,它在讲解“戴维宁定理”和“诺顿定理”时,并没有仅仅停留在定理的陈述和应用层面,而是深入剖析了它们背后的数学原理,并且通过大量的图示和计算,展示了如何将任意线性二端网络等效为一个电压源与一个电阻串联,或者一个电流源与一个电阻并联。这对于理解电路的简化思想非常有帮助。我尤其欣赏的是,书中在引入“三相交流电路”这一章节时,并没有一开始就抛出复杂的公式,而是先从单相交流电路的原理入手,逐步过渡到三相交流电路的产生和特性。例如,书中清晰地解释了三相电的“对称性”以及它在电力传输和分配中的优越性。对于“星形连接”和“三角形连接”这两种常见的连接方式,书中都进行了详细的图解和公式推导,并比较了它们在电压、电流和功率上的关系。这对于理解实际的电力系统非常有帮助。我记得书中在讲解“瞬态分析”时,用了大量篇幅来分析RL、RC以及RLC电路在不同激励下的响应。例如,对于RLC电路的欠阻尼情况,书中通过求解二阶微分方程,详细分析了振荡的幅度和频率变化,并给出了相应的曲线图,让我对电路的“振荡”特性有了直观的认识。书中对“电路的瞬态响应”的分析,也让我意识到,理解电容和电感的“储能”特性在电路动态行为中的关键作用。

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这本书在讲解过程中,非常注重启发学生的思考,而不是简单地灌输知识。例如,在讲解“等效电阻”的概念时,书中并没有直接给出各种复杂电路的等效电阻计算方法,而是先从最简单的串联和并联电阻入手,然后逐步引入Y-Δ变换等更复杂的等效变换方法,并解释了这些变换的原理和适用条件。这种循序渐进的方式,让我能够理解“化繁为简”的思想在电路分析中的重要性。我特别喜欢书中在讲解“最大功率传输定理”时,通过将电源等效为一个内阻和一个开路电压源,然后分析负载电阻与内阻的关系,来推导出实现最大功率传输的条件。这种从源头开始分析的方法,让我更能理解定理背后的逻辑。书中对“瞬态分析”的讲解,也是以“储能元件”的特性为出发点,详细分析了电容和电感在电路动态过程中的作用,以及它们如何影响电路的响应。例如,在分析RLC电路的欠阻尼情况时,书中通过详细的微分方程推导和曲线分析,让我对电路的“振荡”特性有了深刻的认识。此外,书中对“交流电路”的讲解,从相量的概念入手,将复杂的正弦稳态分析转化为简单的代数运算,通过大量的例题,让我熟练掌握了相量法的应用,并且能够灵活运用到各种复杂的电路分析中。

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这本书的叙述风格非常严谨,但又不失生动。让我印象深刻的是,书中在讲解“功率”的概念时,不仅给出了功率的定义和计算公式,还区分了瞬时功率、平均功率、有功功率和无功功率等概念,并通过实例展示了它们在不同电路中的实际意义。这对于理解电能的消耗和传输至关重要。书中在讲解“暂态分析”时,对RLC电路的阻尼特性进行了非常深入的分析,特别是对“欠阻尼”情况下的振荡行为,给出了详细的数学推导和曲线图,让我对如何控制电路的振荡,以及振荡对系统可能产生的影响有了更深刻的理解。在讲解“交流稳态分析”时,书中对“相量”概念的引入非常自然,并通过大量的相量图和复数运算,展示了如何将复杂的正弦稳态分析转化为简单的代数运算,这极大地提高了计算效率。此外,书中还触及了“二端口网络”这一较为深入的主题,虽然内容相对较少,但其清晰的定义和基本的参数(如Z参数、Y参数、h参数)的介绍,为有进一步学习需求的读者提供了一个很好的起点。书中对各种定理的证明,都力求严谨,逻辑清晰,并且通常会辅以直观的图解,这使得理解起来更加容易。

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坦白说,我之前对电路理论一直有些畏难情绪,总觉得那些公式和定理过于抽象,难以理解。但这本书的讲解方式,简直可以说是“化抽象为具体”。特别是书中在介绍“基尔霍夫电流定律”(KCL)和“基尔霍夫电压定律”(KVL)时,并不是简单地给出一个公式,而是花了大量的篇幅,用非常直观的图示来解释“节点”和“回路”的概念,并且用非常生动的语言来阐述“电荷守恒”和“能量守恒”这两个基本物理原理是如何体现在这两个定律中的。例如,在讲解KCL时,书中用了“流水汇聚”的比喻,所有的流入一个节点的电流之和等于所有流出该节点的电流之和,就像水管里的水流一样。在讲解KVL时,则用了“绕行一周”的比喻,沿着一个闭合回路走一圈,所有电压的代数和为零,就像你爬山再回到原地,总的高度变化是零一样。这种生活化的类比,让我一下子就抓住了定律的本质。书中的例题也是一大亮点,覆盖了各种类型的电路,从最简单的电阻电路到包含电感、电容的复杂电路。每个例题的求解步骤都非常详细,并且对每一步的依据都做了清晰的说明,让我能够跟着思路一步一步地推导,最终找到答案。我尤其喜欢书中对“网孔电流法”和“节点电压法”的对比讲解,分别展示了这两种方法的优缺点以及适用场景,让我能够根据具体问题选择最有效率的分析方法。

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我必须说,这本书在概念的引入和阐述上做得非常出色,特别是对于一些初学者可能觉得抽象的概念,比如“电势”和“电压”的区别,书中用非常形象的比喻来解释,比如把电压比作水压,电势比作水位,一下子就将概念具象化了,极大地降低了理解门槛。当我读到关于“场”的概念时,虽然物理学中关于电场和磁场的描述更为深入,但这本书在电路分析的语境下,用一种非常贴合工程实际的方式解释了电场力的作用,以及它如何驱动电荷定向移动形成电流。书中关于“功率”的讲解也十分透彻,不仅给出了功率的定义和计算公式,还区分了瞬时功率、平均功率和有功功率、无功功率等概念,并通过实例展示了它们在不同电路中的实际意义。这对于理解电能的消耗和传输至关重要。另外,关于“能量”的存储和释放,比如电容存储电场能,电感存储磁场能,书中通过能量守恒的视角来分析电路,让我对电路的整体运行有了更深的理解。尤其让我印象深刻的是,书中在讲解“叠加原理”时,不仅给出了数学推导,还用了一个生动的生活化例子来类比,比如一个人在跑步机上跑步,同时又有人在推他,两个力会叠加产生一个总的运动状态。这种类比非常有助于理解原理的核心思想。书中对“等效变换”的讲解也是点睛之笔,比如Y-Δ变换,虽然初看可能会觉得它有些“取巧”,但一旦掌握,就能发现它在简化复杂电路结构方面的强大作用。书中对于各种定理的推导,都非常严谨,逻辑性极强,让我能追溯到每一步的合理性。

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这本书的内容设计非常符合高等教育的教学需求,逻辑严谨,层层递进。让我印象深刻的是,它在讲解“戴维宁定理”和“诺顿定理”时,并没有仅仅停留在定理的陈述和应用层面,而是深入剖析了它们背后的数学原理,并且通过大量的图示和计算,展示了如何将任意线性二端网络等效为一个电压源与一个电阻串联,或者一个电流源与一个电阻并联。这对于理解电路的简化思想非常有帮助。我尤其欣赏的是,书中在引入“三相交流电路”这一章节时,并没有一开始就抛出复杂的公式,而是先从单相交流电路的原理入手,逐步过渡到三相交流电路的产生和特性。例如,书中清晰地解释了三相电的“对称性”以及它在电力传输和分配中的优越性。对于“星形连接”和“三角形连接”这两种常见的连接方式,书中都进行了详细的图解和公式推导,并比较了它们在电压、电流和功率上的关系。这对于理解实际的电力系统非常有帮助。我记得书中在讲解“瞬态分析”时,用了大量篇幅来分析RL、RC以及RLC电路在不同激励下的响应。例如,对于RLC电路的欠阻尼情况,书中通过求解二阶微分方程,详细分析了振荡的幅度和频率变化,并给出了相应的曲线图,让我对电路的“振荡”特性有了直观的认识。书中对“电路的瞬态响应”的分析,也让我意识到,理解电容和电感的“储能”特性在电路动态行为中的关键作用。

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