计算机信息技术基础学习与上机实验指导 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:周云洁

出品人:

页数:201 页

译者:

出版时间:2000年1月1日

价格:16.0

装帧:平装

isbn号码:9787030799494

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
• 信息技术
• 学习指导
• 上机实验
• 教材
• 平装
• 入门
• 基础知识
• 计算机科学
• 教育

深入探索现代工业的脉络：高端制造与智能控制系统集成实践 内容提要： 本书聚焦于当前工业4.0时代的核心技术——高端制造流程的自动化、智能化集成与控制系统的设计、实现及优化。全书以先进制造领域的实际工程需求为导向，系统性地阐述了从离散事件系统建模、复杂机械臂运动规划，到分布式控制网络（如EtherCAT、PROFINET）的配置与调试，再到基于工业物联网（IIoT）的数据采集与云端分析的全栈技术路径。内容覆盖了先进传感器技术在精密测量中的应用、实时操作系统（RTOS）的性能优化、人机交互界面（HMI/SCADA）的设计原则，以及面向产品全生命周期的质量追溯体系构建。本书不仅是理论知识的深度梳理，更是一套详实的工程实践指南，旨在培养读者在复杂、高精度、高可靠性工业环境下的系统集成、故障诊断与优化决策能力。 第一章：现代高端制造系统的架构与演进 本章首先对全球制造业的转型趋势进行宏观分析，重点剖析了“智能工厂”的核心要素。我们将讨论从传统的集中式控制架构向分布式、模块化、柔性制造系统（FMS）演进的必然性。详细阐述了CPS（信息物理系统）在现代生产线中的角色，并通过案例分析，展示了增材制造（AM）与减材制造（CNC）在集成环境下的协同工作模式。特别强调了数字孪生（Digital Twin）技术在系统设计验证和运行优化中的基础作用，包括如何构建高保真度的物理模型和实时同步机制。 第二章：高级过程控制（APC）与系统建模 本章深入探讨了超越传统PID控制的先进控制理论及其在复杂工业过程中的应用。内容包括模型预测控制（MPC）的算法原理、约束处理机制以及在反应器温度、流量等关键变量控制中的实际部署。此外，系统建模部分侧重于非线性系统的辨识方法，如基于神经网络和模糊逻辑的建模技术。针对高速运动控制，本章详细解析了前馈控制、反步法（Backstepping）等技术如何提升系统的动态响应速度和精度，并讨论了如何利用状态估计器（如卡尔曼滤波）在噪声环境下实现对系统状态的准确跟踪。 第三章：工业网络通信与实时数据交换 工业通信是实现系统集成的神经系统。本章集中讲解了当前主流的高性能工业以太网协议，如EtherCAT和PROFINET的帧结构、同步机制和确定性保证。通过大量的配置实例，指导读者如何搭建具有严格时间同步要求的分布式I/O网络和驱动系统。此外，本章也对比分析了低带宽传感网络（如LoRaWAN, Zigbee）在工厂辅助系统中的应用，以及如何设计一个多层级、异构网络环境下的数据路由和安全策略，确保关键控制信息的低延迟和高可靠传输。 第四章：高精度运动控制与机器人学 本章聚焦于对精度要求极高的机床和工业机器人系统的控制。内容覆盖了多轴联动（如五轴联动）的运动学和逆运动学解算，并深入探讨了误差补偿技术，包括几何误差、热误差和绕组误差的精确测量与软件补偿方案。在机器人操作方面，重点讲解了基于力/扭矩传感器的柔顺控制（Compliance Control）技术，这对于精密装配和人机协作至关重要。此外，还包含了视觉伺服（Visual Servoing）的基础原理，以及如何利用3D视觉系统实现对无序工件的抓取与定位。 第五章：工业物联网（IIoT）与边缘计算 本章阐述了如何将OT（操作技术）与IT（信息技术）融合。重点在于如何设计一个安全、可扩展的IIoT数据架构。从现场数据采集（OPC UA, MQTT协议的应用）到云端存储和大数据分析的全流程进行分解。边缘计算（Edge Computing）部分将详细说明在本地网关如何进行数据预处理、实时报警和模型推理，从而减轻云端压力并实现更快的决策响应。特别关注了工业大数据在预测性维护（PdM）中的应用，包括基于振动、电流等特征数据的故障早期预警模型构建。 第六章：系统集成、安全与可靠性工程 本章是实践应用的核心。内容涵盖了复杂自动化系统的集成方法论，包括自顶向下（Top-Down）和自底向上（Bottom-Up）的集成策略。在系统安全方面，我们将讨论IEC 62443标准框架下的工业控制系统（ICS）安全防护措施，包括网络分段、访问控制和安全审计。可靠性工程部分则涉及冗余设计（如双机热备、硬件冗余）和故障注入测试（Fault Injection Testing），以确保系统在极端条件下的持续稳定运行。本章最后提供了一套完整的系统验收测试（SAT）流程和文档标准。 读者对象： 本书适合于自动化、机械工程、电子信息工程等专业的本科高年级学生和研究生，以及在高端制造、航空航天、新能源装备等领域从事系统集成、控制算法开发和生产线维护的工程技术人员。阅读本书需要具备一定的自动控制理论和嵌入式系统基础。 本书特色： 深度聚焦工程实现： 理论结合具体硬件平台（如西门子TIA Portal、Rockwell PlantPAx及CODESYS环境）进行演示。 强调性能优化： 不仅关注功能实现，更注重实时性、精度和系统鲁棒性的提升。 面向未来技术： 充分覆盖了IIoT、数字孪生和AI赋能的先进制造前沿技术。

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我对这本书的内容深度和广度非常满意，它不是那种停留在概念表面的泛泛而谈的教材。作者在讲解基础知识点时，往往会穿插一些行业内的实际应用案例，比如在介绍数据结构时，不仅画出了链表的图示，还紧接着讨论了在操作系统内存管理中，类似结构是如何被巧妙利用的。这种“理论联系实际”的叙述方式，让原本枯燥的原理变得生动起来，也让我明白了为什么我们要学习这些底层逻辑。更让我惊喜的是，它对一些新兴技术的引入也把握得恰到好处，比如在网络部分，没有只停留在传统的TCP/IP模型，而是用相当篇幅讨论了Web3.0时代下分布式计算的一些基本概念，虽然是基础读物，但眼光显然是放在未来的。这种前瞻性，使得这本书的保质期被大大延长了，我感觉它不仅仅是一本应对考试的“速效药”，更像是可以陪伴我度过初级技术生涯的“营养剂”。

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这本书的配套资源整合度令人印象深刻。随书附带的实验指导部分，与理论章节的对应关系处理得非常精妙。理论学完，紧接着翻到实验部分，你会发现练习题的设计是直接服务于刚刚学到的知识点，形成了一个完美的“学习-实践”闭环，而不是那种生搬硬套、风马牛不相及的练习。我尤其欣赏它提供的实验环境配置指南，步骤详尽，连不同操作系统（Windows/Linux）下的特定问题都考虑到了，大大减少了我自己在配置环境上浪费的时间。更重要的是，它对于实验结果的预期分析部分做得非常到位，告诉你“如果运行成功，你会看到什么现象”以及“如果出现错误，可能的排查方向在哪里”，这种预见性的指导，远比只给一个标准答案要来得有价值，因为它教会了我们如何像一个真正的工程师那样去思考和调试问题。

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阅读体验中，最让我感到心安的是它的语言风格，那是一种非常务实、不矫揉造作的表达方式。作者在解释复杂技术概念时，很少使用晦涩难懂的学术术语，即使需要引入，也会立刻用大白话进行通俗的解释和类比。举个例子，它解释指针的引用时，用到了“给你一把钥匙去打开别人家的箱子”的比喻，一下子就把抽象的内存地址概念具象化了。这种亲切的语气，仿佛有一位经验丰富的导师在你身边耐心指导，消除了很多初学者面对技术书籍时的畏惧感。它避免了那种高高在上、故作深奥的姿态，真正做到了“以学习者为中心”进行内容传达，使得学习过程中的挫败感大大降低，取而代之的是持续的、小步快跑的成就感。

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这本书的装帧设计着实让我眼前一亮。封面的色彩搭配沉稳而不失现代感，那种深蓝色调与银灰色的字体组合，散发着一种专业的气息，让人一看就知道这不是那种浮夸的畅销书，而是脚踏实地做学问的工具书。纸张的质感也相当不错，摸起来厚实且光滑，即便是经常翻阅和在上面做笔记，也不容易出现毛边或者墨水洇开的情况，这对我们这些习惯在书本上做标记的学习者来说，简直是福音。装订方面，我注意到它采用了线装加胶装的复合工艺，这保证了书页可以平摊在桌面上，无论是对照屏幕进行代码输入，还是在左侧的空白处梳理思路时，都不会被书脊卡住，极大地提升了阅读和实验操作的便利性。侧边设计也比较简洁，书脊上的书名和作者信息清晰明了，便于在堆满参考书的书架上快速定位。总的来说，从拿到手里到翻开阅读的初期体验，这本书在外形和手感上就已经建立了一个非常扎实和值得信赖的初步印象，它给人的感觉是经过精心打磨的，而不是随便凑合的出版物。

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这本书的排版布局简直是为自学者量身定做的，简直可以说是教科书排版设计的一个典范。每一章节的开头都有清晰的知识点导览，让你在开始阅读前就能对本章内容有一个宏观的把握，这对于规划学习时间非常重要。最赞的是它的“重点突出”策略，关键术语和核心概念都采用了粗体或者不同的字体样式来强调，即便只是快速浏览，重要的信息也能被轻易捕捉。此外，图表的质量非常高，无论是流程图还是架构图，线条都干净利落，标识清晰，尤其是复杂算法的步骤分解图，通常需要反复阅读很多遍才能理解，但这本书的配图往往能“一图胜千言”，极大地降低了理解的门槛。对了，书中的示例代码块的格式也做得非常好，缩进和注释都非常规范，这对于初学者模仿和学习正确的编程规范是至关重要的。

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