具体描述
现代工程技术概览：从基础原理到前沿应用 本书旨在为读者构建一个全面、深入且贴近实际的现代工程技术图景。它不专注于某一特定领域，而是以一种宏观的视角，梳理和解析当前驱动技术进步的核心原理、关键技术分支及其在工业和社会中的广泛应用。全书结构清晰，内容详实，力求使工程技术初学者、跨领域专业人士以及关注技术发展趋势的读者，都能从中获得系统性的知识和启发性的思考。 第一部分：工程技术的基础支柱 (The Foundational Pillars) 本部分深入探讨所有现代工程学科赖以建立的基石理论，强调理论与实践的紧密结合。 第一章：材料科学与工程基础 本章首先回顾了工程材料的分类（金属、陶瓷、高分子、复合材料），重点阐述了材料的微观结构（晶体结构、缺陷）如何决定其宏观力学性能（强度、韧性、疲劳、蠕变）。随后，详细介绍了先进材料的开发趋势，包括纳米材料的制备方法、智能材料（如形状记忆合金、压电材料）的工作机理及其在传感器和执行器中的应用。章节末尾，探讨了材料的选择与设计过程，强调在特定环境（高温、高压、腐蚀）下进行材料匹配的工程决策流程。 第二章：热力学、流体力学与能量转换 本章从热力学第一、第二定律出发，系统解析了能量转换过程中的效率限制与可行性分析。在流体力学部分，重点区分了层流与湍流的特性，并分析了伯努利原理在管道设计、翼型升力生成中的应用。对于能量转换系统，本章详述了内燃机、燃气轮机、蒸汽动力循环的优化策略，并引入了可再生能源系统（如风力涡轮机、太阳能热电站）的流体力学和热力学设计考量。 第三章：电磁学、电路与信号处理原理 本章构建了电工电子技术的基础框架。从麦克斯韦方程组的工程应用入手，阐释了电磁场如何用于电力传输、电机驱动和电磁兼容性（EMC）设计。电路理论部分，侧重于交流电路分析、滤波器设计（巴特沃斯、切比雪夫响应）及其在信号去噪中的作用。数字信号处理（DSP）的基础概念，如傅里叶变换、采样定理和量化误差，被详细介绍，为后续的通信和控制系统打下基础。 第二部分：信息、计算与自动化系统 (Information, Computation, and Automation) 本部分聚焦于信息时代的核心驱动力——数据处理、计算能力和自主控制系统。 第四章：嵌入式系统与实时控制 本章深入剖析了现代嵌入式系统的架构，包括微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）的选择标准、存储器管理和中断处理机制。实时操作系统的（RTOS）核心概念，如任务调度（优先级反转、死锁避免）被详细讨论。此外，本章用大量篇幅讲解了反馈控制理论（PID控制器设计、鲁棒性分析）在工业自动化、机器人运动控制中的实际部署和调试技巧。 第五章：数据科学与工程中的机器学习应用 本章将传统工程问题与现代数据驱动方法相结合。首先概述了数据预处理、特征工程在工程数据分析中的重要性。随后，详细介绍了监督学习（回归、分类）在故障预测、质量检测中的应用案例，如使用支持向量机（SVM）和随机森林进行设备健康监测。对于无监督学习，重点展示了聚类分析在工艺参数优化和异常模式识别中的潜力。章节强调了模型的可解释性和在实际工程决策中的局限性。 第六章：通信网络与物联网（IoT）架构 本章探讨了从传统有线通信到大规模物联网部署的演进。重点分析了物理层（调制解调、信道编码）和数据链路层（MAC协议）的效率考量。在物联网架构方面，详细梳理了从边缘设备、网关到云端平台的完整技术栈，包括低功耗广域网（LPWAN，如LoRa, NB-IoT）的技术特点和应用场景。网络安全在数据传输中的重要性被置于突出位置，涵盖了端到端加密和身份验证机制。 第三部分：先进制造与系统集成 (Advanced Manufacturing and System Integration) 本部分关注如何将理论转化为高效、高精度的物理产品与复杂系统。 第七章：现代精密制造技术 本章超越了传统的机械加工，重点介绍了增材制造（3D打印）的原理和材料限制，特别是金属打印中的致密度控制和后处理技术。同时，系统性地介绍了数控（NC）编程中的高级路径规划算法，如五轴联动加工中的刀具干涉避免。激光、电子束等能量束加工技术的物理机制及其在微纳加工中的精度控制是本章的另一重点。 第八章：系统集成与项目管理方法 工程实践的复杂性要求高效的系统集成能力。本章介绍了模块化设计、接口定义标准（如API和硬件总线协议）在大型项目中的重要性。在项目管理方面，对比分析了瀑布模型、敏捷开发（Scrum/Kanban）在硬件与软件集成项目中的适用性。风险评估（FMEA/FTA）和系统验证与确认（V&V）的流程被详细描述，确保最终交付的系统满足最初的性能指标和可靠性要求。 第九章：可持续性与绿色工程设计 面向未来，本章强调了工程活动对环境和社会的影响。详细探讨了生命周期评估（LCA）的方法论，用于量化产品从原材料获取到最终处置的全部环境负荷。绿色化学原则在工艺选择中的应用，如溶剂替代、原子经济性最大化，被作为案例分析。此外，循环经济的理念如何指导产品设计（易拆解性、材料可回收性）是本章讨论的核心议题。 总结： 本书最终试图描绘出一幅连贯的工程图景：从理解构成世界的物质基础（材料与能量），到掌握驱动现代系统的计算与通信技术，再到实现高效、可持续的物理实现（制造与集成）。它强调的不是单一技术的深度，而是不同技术领域之间的交叉理解和系统整合能力，这正是当代工程师面对复杂挑战时所必备的核心素养。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有