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页数:207

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出版时间:2009-7

价格:19.80元

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isbn号码:9787302197058

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• 编译原理
• 编译器
• 程序设计语言
• 语法分析
• 语义分析
• 代码生成
• 中间代码
• 词法分析
• 计算机科学
• 理论基础

《数字信号处理：理论与实践》 内容简介 本书深入浅出地阐述了数字信号处理（DSP）的核心理论、基本算法及其在工程实践中的广泛应用。全书结构严谨，内容翔实，旨在为电子工程、通信工程、计算机科学以及自动化等相关领域的学生、研究人员和工程技术人员提供一本全面且实用的参考教材。 第一部分：离散时间信号与系统基础 本书从连续时间信号与系统的基础概念出发，系统地引入了离散时间信号的表示方法、采样定理（包括理想采样、欠采样和过采样）以及量化效应。重点阐述了Z变换及其在分析离散时间系统中的核心作用，详细推导了Z变换的收敛域（ROC）性质，并利用Z变换求解线性常系数差分方程（LCCDE）。 紧接着，我们深入探讨了离散时间系统的性质，如线性、时不变性、因果性和稳定性。通过对卷积和差分方程的深入分析，读者将掌握如何通过系统函数来描述和表征一个离散时间系统。本书特别强调了频率响应的概念，解释了如何利用离散傅里叶变换（DFT）的特性来理解系统在不同频率下的行为。 第二部分：傅里叶分析与变换 本部分是连接理论与实际分析的关键桥梁。我们首先复习了离散时间傅里叶变换（DTFT）的理论基础，并重点讲解了其与Z变换的关系。核心内容聚焦于离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现方法——快速傅里叶变换（FFT）。 书中详细介绍了各种FFT算法的原理，包括Cooley-Tukey算法（蝶形运算结构）、混合基算法以及如何针对不同数据长度（如2的幂次方、素数）进行优化。通过大量的例子和图示，读者可以清晰地理解FFT在频谱分析中的优势。此外，还讨论了周期性、泄漏效应、栅栏效应以及如何通过加窗函数（如汉宁窗、海明窗）来有效地缓解这些问题。对于谱估计方法，本书简要介绍了参数化和非参数化方法的基本思想。 第三部分：数字滤波器设计 数字滤波器是DSP技术的核心应用之一。本部分系统地介绍了无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器的设计方法。 FIR 滤波器设计部分，重点讲解了窗函数法（包括理想滤波器的推导和不同窗函数的特性比较）以及频率采样法。对于更精确的设计需求，详细介绍了等波纹（Parks-McClellan）算法的设计流程和优化策略。 IIR 滤波器设计则着重于如何利用连续时间滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）通过双线性变换法（Bilinear Transform）或脉冲不变法转换为离散时间系统。我们详细分析了双线性变换引入的频率映射和预畸变技术，以确保频率响应的准确性。 在实现部分，本书对比了FIR和IIR滤波器的计算复杂度、相位特性和稳定性，并讨论了滤波器结构的直接型、级联型和并联型实现方式。 第四部分：自适应滤波与应用 自适应滤波是DSP领域的前沿与热点。本章介绍了自适应滤波器的基本概念，即系统参数能够根据输入信号的统计特性自动调整的能力。 核心内容集中在最小均方（LMS）算法和归一化最小均方（NLMS）算法的推导与收敛性分析。通过对误差信号和权值向量更新规则的深入剖析，读者能够掌握如何设计和实现这些滤波器。 本书提供了自适应滤波器在噪声消除、回声消除、信道均衡等实际工程问题中的应用案例，展示了其强大的自学习和环境适应能力。 第五部分：多速率信号处理与高速实现 随着处理速度要求的提高，多速率技术变得至关重要。本章介绍了抽取（Downsampling）和插入（Upsampling）的基本操作及其对信号频谱的影响。重点讲解了滤波与阶梯式采样（Farrow结构）在实现高效多速率系统中的作用。 此外，本书还覆盖了信号重构的关键技术，以及抽取与插入滤波器组的设计，这在软件定义无线电（SDR）和模数/数模转换器（ADC/DAC）接口设计中有着直接的应用价值。 硬件实现考量方面，本书探讨了定点运算与浮点运算的优缺点，并对DSP芯片（如德州仪器TMS320系列）的流水线、乘法累加（MAC）单元等架构特性进行了概述，指导读者将理论算法转化为高效的硬件代码。 --- 本书特色： 1. 理论深度与工程广度并重： 既保证了数学推导的严谨性，又紧密结合了实际工程中的设计规范与限制。 2. 丰富的例题与习题： 每章末尾提供大量计算题、设计题和分析题，巩固知识点。 3. MATLAB/Python 辅助： 提供了大量的仿真代码示例，帮助读者直观验证算法性能，增强动手能力。 4. 清晰的图表和示意图： 复杂概念通过精美的图示进行可视化呈现，提升学习效率。

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这本书最让我惊喜的一点是，它成功地在理论的严谨性和工程的实用性之间找到了一个绝妙的平衡点。在讲解后端代码生成时，作者并没有沉溺于纯粹的抽象数学建模，而是非常务实地讨论了目标机器的特性对代码生成策略的影响。例如，如何根据目标CPU的流水线结构和访存延迟来优化指令调度，书中提供了非常直观的案例分析。它不是那种只停留在纸面上的理论堆砌，而是时刻提醒读者：编译器存在的最终目的是为了生成快速、可靠的机器码。书中关于寄存器分配的讨论，特别是基于图着色的方法，讲解得非常透彻，它将图论的优雅性与实际资源的限制完美地结合了起来。读完这部分，我立刻明白了为什么现代高性能编译器（如GCC或LLVM）的代码生成器会如此复杂和强大。这本书真正做到了“授人以渔”，它教给我的不是固定的实现步骤，而是一种系统化、工程化的思维方式，让我有能力去评估和改进任何新的编译技术栈。

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这本书的深度和广度令人印象深刻，绝非市面上那些只停留在表面概念介绍的教材可以比拟。它真正深入到了编译器的“内脏”进行解剖，尤其是在代码优化那一章，简直可以称得上是一部实战手册。我尤其欣赏作者对于各种优化策略的分类和论述，从基本的常量折叠到复杂的循环展开、寄存器分配，每一个技术点都被赋予了清晰的理论支撑和实际应用场景的对比。它没有简单地罗列优化技术，而是深入探讨了它们背后的代价和收益分析，这对于一个想构建高效编译器的人来说至关重要。书中对中间代码表示形式（IR）的讨论也极其详尽，清晰地阐述了三地址码、SSA等不同表示方式的适用性和转换逻辑。当我对照书中的示例，尝试自己去设计一个简单的中间表示时，发现作者对细节的把握达到了近乎苛刻的程度，这使得读者在实践中能够避免许多常见的陷阱。这本书绝对是为那些希望超越“会用编译器”层面，达到“能设计和改进编译器”层次的工程师和研究人员准备的进阶读物。

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我必须承认，这本书的某些部分阅读起来颇具挑战性，它更偏向于学术研究和底层系统实现的深度探索，而不是那种轻快的“速成指南”。比如，书中对运行时系统的构建和垃圾回收机制的探讨，信息量之大，密度之高，简直令人咋舌。它不仅介绍了传统的引用计数和标记-清除算法，还详细剖析了分代回收、复制收集器等现代技术的设计哲学和性能权衡。对于虚拟机指令集的设计部分，作者采用了一种类RISC的简化模型进行推演，详尽地展示了指令编码、寻址模式以及如何高效地将高级语言结构映射到底层操作。这种对细节的极致追求，使得这本书更像是一部关于“如何从零开始打造一个功能完备且高性能运行时环境”的百科全书。我发现自己时不时需要停下来，查阅一些计算机体系结构的基础知识才能完全跟上作者的思路，但这正是我所需要的——一本能把我推向知识边缘，迫使我不断学习和成长的工具书。

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这本书的排版和语言风格带着一股老派但极其严谨的学术气息，读起来像是在和一位德高望重的教授进行深入的对话。它的论述逻辑是那种教科书式的、无懈可击的结构，每一个章节的衔接都像是精密齿轮的咬合，环环相扣。我发现它在处理像“类型系统与语义分析”这部分内容时，展现出了极高的专业水准。作者并没有把语义分析简单地等同于类型检查，而是将其提升到了程序意义的解析层面，深入探讨了属性文法和注解文法在实现复杂语义规则中的强大威力。书中对于如何利用符号表来管理程序结构信息，以及如何高效地进行作用域解析，讲解得尤为精彩。尤其是关于动态绑定和静态绑定策略的讨论，非常有助于读者理解面向对象语言的底层实现机制。这本书的优势在于其思想的纯粹性和理论的完备性，它要求读者必须投入足够的时间和精力去消化，但一旦吸收，所获得的知识体系将极其稳固，足以支撑未来二十年技术发展的需要。

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这本书简直是为我这种初学者量身打造的入门宝典！从最基础的词法分析开始，作者就以极其清晰的思路，抽丝剥茧地讲解了编译过程的每一个环节。我之前对编译器这个概念一直觉得高深莫测，总觉得需要扎实的数学功底才能窥其堂奥。然而，这本书的叙述方式非常贴近实践，通过大量的例子和图示，将抽象的理论知识具象化了。比如，讲到自动机理论时，它没有直接抛出复杂的数学定义，而是先用一个生活中的例子引入，让人很快抓住核心概念。接着，书中的算法讲解也十分到位，每一步的逻辑推导都交代得清清楚楚，让人读起来毫无障碍。即便是涉及到像上下文无关文法这种相对复杂的语法分析部分，作者也采用了循序渐进的方式，从LL到LR，每种方法的优缺点都分析得透彻。读完第一部分，我对编译器的工作流程已经有了一个非常扎实且完整的概念框架，这对于我后续深入学习其他相关领域，比如程序语言理论，打下了坚实的基础。毫不夸张地说，它成功地帮我跨越了“害怕编译技术”的第一道心理和技术门槛。

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