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许淑芳 著

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• Z变换
• 滤波器设计
• 控制系统
• 通信原理
• 数字信号处理

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302450979

版次：1

商品编码：12133560

包装：平装

丛书名： 电子信息学科基础课程系列教材

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：379

字数：571000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《信号与系统》着重“信号与系统”的知识体系和理论框架的搭建。　　每章开篇的“引言”对本章内容进行导引、设问；结尾的“结语”是本章知识内容的核心点睛。　　中间内容穿插“问题思考”“深层分析”“提示”以及“诀窍”等，引导对问题的主动思考，对概念的深入理解，以及对一些难以演算的问题形成“傻瓜解法”。　　本书深入浅出，尽量从物理概念的角度分析问题，通过精编例题，对“信号与系统”的概念和分析方法进行详细透彻的解析。　　结合日常生活中的案例，通过一些生活化的语言，增加本书的可读性和易于理解性。

内容简介

　　《信号与系统》深入系统地阐述信号与系统的基本理论和分析方法。全书共10章,内容包括信号与系统的一般概念,连续时间信号与系统的时域分析、频域分析、复频域分析,连续时间信号的采样,离散时间信号与系统的时域分析、z 域分析、频域分析,以及系统的状态空间分析。全书突出信号与系统的基本概念、分析方法以及知识脉络。大量的例题着重于强化概念、分析思路。每章开篇的引言和结尾的结语形成本课程的整体知识框架,穿插于内容中的问题思考、深入分析、提示、诀窍等能帮助读者更好地理解并掌握相关知识,增加可读性。

　　本书可作为电子信息类、自动化类、电气类以及计算机类等专业“信号与系统”课程的本科生教材，也可作为相关专业“信号与系统”课程的研究生入学考试复习参考书，或从事相关领域工作的科技人员的基础理论参考书。

　　与本书配套的学习辅导书——《信号与系统学习及解题指导》已由清华大学出版社出版，后续即将出版《信号处理实验及应用（MATLAB、C/C++版）》。另外，制作了多媒体电子教案和“信号与系统电子课堂教学网站”，形成立体化的教材建设。

作者简介

　　许淑芳，北京信息科技大学信息与通信工程学院教师。长期从事信号与系统的教学研究工作，对信号与系统有着较深的理解。曾独立开发信号与系统的网络教学平台，制作信号与系统的多媒体课件，出版了信号与系统的教材（作者，一种全新的叙述模式），合作翻译过网络安全方面的书籍。参加过学校首届教学、实验基本功比赛，分获一等奖、二等奖及佳教案奖，发表过有关信号处理方面的论文，参加过国家重大专项和自然基金项目。

内页插图

目录

第1章信号与系统的一般概念

1.1信号的描述及分类

1.1.1信号的描述

1.1.2信号的分类

1.2系统的概念及描述

1.3信号与系统的分析方法

本章结语

习题

第2章连续时间信号与系统的时域分析

2.1典型信号

2.2连续时间信号的运算规则

2.3奇异信号分析

2.3.1单位阶跃信号

2.3.2符号函数

2.3.3单位冲激信号

2.3.4冲激偶函数

2.4确定性信号的时域分解

2.4.1直流分量与交流分量

2.4.2奇分量和偶分量

2.4.3按脉冲分量进行分解

2.5系统的一般特性

2.6系统的单位冲激响应

2.6.1系统的状态——0-到0+

2.6.2系统的单位冲激响应

2.7卷积

2.7.1LTI系统的输入输出关系

2.7.2卷积的性质

2.7.3卷积的求解

2.7.4周期信号的表示

2.8用h(t)表征LTI系统的特性

2.9连续时间系统的数学模型

2.9.1微分方程的时域建立

2.9.2微分方程的时域经典解法

2.10因果LTI系统的零输入响应和零状态响应

2.10.1零输入响应和零状态响应的概念

2.10.2零输入响应和零状态响应的求解

2.10.3系统的线性

2.10.4各对响应之间的关系

2.10.5h(t)的时域求解

本章结语

习题

第3章连续时间信号的频域分析

3.0引言

3.1信号的正交分解

3.1.1信号的谐波分量分解

3.1.2Dirichlet条件

3.2周期信号的傅里叶级数展开

3.2.1三角形式的傅里叶级数

3.2.2幅度相位形式的傅里叶级数

3.2.3指数形式的傅里叶级数

3.2.4傅里叶级数展开式各系数间的关系

3.3傅里叶级数的性质

3.3.1线性

3.3.2位移性质

3.3.3时域微分性质

3.3.4时域奇偶对称性

3.4信号的频谱

3.4.1信号的“谱”表示

3.4.2周期信号的频谱

3.4.3周期信号频谱的特点

3.5信号的功率谱

3.6有限项和均方误差

3.7非周期信号的傅里叶变换

3.7.1从傅里叶级数到傅里叶变换

3.7.2典型信号的傅里叶变换

3.7.3傅里叶变换的性质

3.8周期信号的傅里叶变换

3.8.1典型周期信号的傅里叶变换

3.8.2一般周期信号的傅里叶变换

本章结语

习题

第4章连续时间系统的频域分析

4.0引言

4.1系统的频率响应

4.2电路元器件的频域特性

4.3系统的级联、并联

4.4用傅里叶变换分析系统

4.5信号通过线性系统不失真的条件

4.5.1无失真传输系统的定义

4.5.2失真分类

4.6理想滤波器

4.6.1理想低通滤波器

4.6.2理想带通滤波器

4.6.3全通系统的频率响应

4.7物理可实现系统频率响应的约束条件

4.7.1物理可实现系统的频域准则

4.7.2因果系统的频率响应

4.8希尔伯特滤波器

本章结语

习题

第5章连续时间信号与系统的复频域分析

5.0引言

5.1拉普拉斯变换公式推导

5.1.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换

5.1.2拉普拉斯变换与傅里叶变换的比较

5.2单边拉普拉斯变换及其性质

5.2.1单边拉普拉斯变换

5.2.2典型信号的拉普拉斯变换

5.2.3拉普拉斯变换的性质

5.3拉普拉斯反变换

5.3.1观察法

5.3.2部分分式展开法

5.4用拉普拉斯变换求解微分方程和分析电路

5.4.1用拉普拉斯变换求解微分方程

5.4.2用拉普拉斯变换分析电路

5.5系统函数及零极点

5.5.1系统函数

5.5.2系统的零极点分布图

5.6系统的零极点分布与时间特性

5.6.1极点分布与时域波形

5.6.2零点影响波形的幅度和相位

5.7因果系统的稳定性

5.7.1因果稳定系统的s域特征

5.7.2稳定性的分类

5.8由零极点分析系统的响应

5.8.1自由响应与强迫响应

5.8.2暂态响应和稳态响应

5.8.3正弦信号和单边正弦信号通过稳定系统的响应

5.9系统的零极点分布与频率特性

5.9.1稳定系统频率响应的几何确定法

5.9.2系统的频率响应分析举例

5.10全通系统和最小相位系统

5.10.1全通系统

5.10.2最小相位系统

5.11连续时间系统的物理模型

5.11.1系统的基本结构

5.11.2连续时间系统的模拟

5.12双边拉普拉斯变换

5.12.1拉普拉斯变换的收敛域

5.12.2因果系统、稳定系统的s域特征

5.12.3双边拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系

本章结语

习题

第6章连续时间信号的抽样

6.0引言

6.1时域均匀抽样

6.2理想抽样

6.3正弦信号的抽样

6.4矩形脉冲抽样

6.5抽样信号的理想内插

6.6频域抽样

6.7连续时间信号到离散时间信号

本章结语

习题

第7章离散时间信号与系统的时域分析

7.0引言

7.1离散时间信号

7.1.1典型序列

7.1.2正弦序列的周期性

7.1.3序列的运算规则

7.2离散时间系统

7.2.1离散时间系统的特性

7.2.2离散时间系统的数学模型

7.2.3差分方程的边界条件和离散系统的初始状态

7.2.4线性常系数差分方程与系统的特性

7.2.5离散时间系统的物理模型

7.3线性常系数差分方程的时域求解

7.3.1迭代法

7.3.2时域经典解法

7.3.3因果LTI系统的零输入响应和零状态响应

7.4离散系统的单位抽样响应

7.4.1典型LTI系统的单位抽样响应

7.4.2离散LTI系统的输入输出关系

7.4.3用h(n)表征离散LTI系统的特性

7.5离散信号的卷积

7.5.1卷积性质

7.5.2卷积求解

7.5.3任意信号与δ(n)、u(n)的卷积

本章结语

习题

第8章离散时间信号与系统的z域分析

8.0引言

8.1z变换定义及其收敛域

8.1.1序列的z变换定义

8.1.2z变换的收敛域

8.1.3z变换的零极点

8.1.4典型序列的z变换

8.2z变换的性质

8.3z反变换

8.3.1观察法

8.3.2部分分式展开法

8.3.3留数法

8.3.4幂级数展开法

8.4用z变换求解差分方程

8.4.1差分方程的z域求解

8.4.2用z变换求因果系统的零输入响应和零状态响应

8.5离散系统的系统函数

8.5.1系统函数的概念

8.5.2离散系统的零极点

8.5.3离散LTI系统的因果性和稳定性判据

8.6零极点分布与时间特性的关系

8.7由零极点分析离散系统的响应

8.7.1自由响应与强迫响应

8.7.2暂态响应和稳态响应

8.8离散系统对正弦序列的响应

8.8.1单边正弦序列通过因果稳定系统

8.8.2正弦序列通过稳定系统

本章结语

习题

第9章离散时间信号与系统的频域分析

9.1离散时间信号的傅里叶变换

9.2离散时间傅里叶反变换

9.3离散时间系统的频域分析

9.3.1离散时间系统的频率响应

9.3.2离散时间稳定系统频率响应的几何确定法

9.4离散全通系统

本章结语

习题

第10章系统的状态空间分析

10.0引言

10.1状态空间分析的基本概念

10.2系统的信号流图

10.2.1由框图到流图

10.2.2信号流图的组成

10.2.3系统结构的流图表示

10.3连续时间系统状态方程的建立

10.3.1根据流图建立状态方程

10.3.2由电路图建立状态方程

10.4连续时间系统状态方程的求解

10.4.1状态变量分析法的时域求解

10.4.2状态变量分析法的s域求解

10.4.3状态转移矩阵e［A］t的求解

10.5离散时间系统状态方程的建立

10.5.1由差分方程建立状态方程

10.5.2由方框图或流图建立状态方程

10.6离散时间系统状态方程的求解

10.6.1时域求解

10.6.2z域分析

10.6.3状态转移矩阵［A］n的求解

10.7状态空间分析中的系统函数

10.7.1连续时间系统的系统函数

10.7.2离散时间系统的系统函数

10.7.3信号流图的梅森公式

10.7.4状态空间分析中系统的稳定性

10.8系统的可控性和可观测性

本章结语

习题

附录

参考文献

精彩书摘

　　第3章连续时间信号的频域分析

　　3．0引言

　　前两章的内容是信号与系统的时域分析，时域分析的核心是LTI系统通过“卷积”运算求得任意输入引起的输出。卷积的原理是将信号分解成基本信号的叠加，每个基本分量都对系统产生响应，而总的响应就是各分量激励引起的响应的叠加。“卷积”中应用的基本信号是冲激信号，卷积的过程就是一个将移位和加权后的冲激响应组合起来从而得到总响应的过程。这种方法之所以有效是因为LTI系统具有线性和时不变性。

　　下面思考这样一个问题，当输入信号为复指数信号e(t)=ejω1t时，通过单位冲激响应为h(t)的LTI系统，响应是多少？

　　我们知道，对于LTI系统，输出等于输入和单位冲激响应的卷积，即

　　r(t)=e(t)�砲(t)=∫+∞－∞h(τ)ejω1(t－τ)dτ=ejω1t∫+∞－∞h(τ)e－jω1τdτ(3��1)

　　如果将∫+∞－∞h(τ)e－jω1τdτ表示成函数H(jω1)，那么一个有趣的现象就出现了，式(3��1)将变成

　　r(t)=ejω1tH(jω1)(3��2)

　　ejω1t虽然是时间的函数，但它却含有频率的意义，ejω1t的角频率为ω1。

　　因此，当以ejω1t作为输入信号时，得到的输出信号与输入信号同频率，而且也是ejω1t的形式，只是幅度和相位不同。

　　由此产生了一种新的思路： 能不能将信号进行另一种分解，分解成ejωt这种基本分量的形式，由此得到的输出是各复指数函数对应的输出之叠加？答案当然是肯定的，因为对于LTI系统，当e(t)=K1ejω1t+K2ejω2t时，

　　r(t)=K1ejω1tH(jω1)+K2ejω2tH(jω2)

　　对信号进行复指数函数的分解，这就是著名的傅里叶分析。由于复指数函数含有频率的概念，因此这种分析方法相当于是在频域进行，这就是信号的频域分析，也称为信号的傅里叶分析。

　　根据欧拉公式

　　ejωt=cos(ωt)+jsin(ωt)

　　因此上述分解方法也相当于将信号分解成正弦函数或余弦函数，即三角级数。

　　其实，三角级数的概念最早见于古巴比伦时代的预测天体运动中。18世纪中叶，欧拉(Leonhard Euler，1707—1783)和伯努利(D． Bernoulli)等人在振动弦的研究过程中印证了三角级数的概念，但他们最终却抛弃了自己最初的想法。同时拉格朗日(J．L． Lagrange，1736—1813)也强烈批评，坚持“一个具有间断点的函数是不可能用三角级数来表示的”。1768年生于法国的傅里叶(J．B．J． Fourier，1768—1830)在研究热的传播和扩散理论时，洞察出三角级数的重大意义。1807年，他向法兰西科学院提交了一篇论文，运用正弦曲线来描述温度分布。论文里有一个在当时具有争议性的论点： 任何周期信号都可以用成谐波关系的正弦函数级数来表示。当时有4位科学家评审他的论文，其中拉普拉斯和另两位科学家同意傅里叶的观点，而拉格朗日坚决反对，在近50年的时间里，拉格朗日坚持认为三角级数无法表示有间断点的函数。几经周折直到15年后的1822年，傅里叶才在他的Theorie analytique de la chaleur(《热的分析理论》)一书中以另一种方式展示了他的成果。谁是对的呢？拉格朗日是对的： 正弦曲线确实无法组合成一个带有间断点的信号。但是，我们可以用正弦曲线来非常逼近地表示它，逼近到两种表示方法不存在能量差别，二者对任何实际的物理系统的作用是相同的，基于此，傅里叶是对的。到1829年，德国数学家狄里赫利（Dirichlet)第一个给出了三角级数的收敛条件，严格解释了什么函数可以或不可以由傅里叶级数表示。至此，傅里叶的论点有了数学基础。

　　不仅如此，傅里叶最重要的另一个成果是，他认为非周期信号可以用“不全成谐波关系的正弦信号加权积分”表示(即后来所谓的傅里叶变换)。为表彰傅里叶的工作，科学界将这种分析方法称为傅里叶分析。傅里叶分析在信号处理、物理学、光学、声学、机械、数论、组合数学、概率、统计、密码学等几乎所有领域都有着广泛的应用，这是傅里叶对人类的最大贡献。

　　简言之，傅里叶的论点主要有两个，一是周期函数可以表示为谐波关系的正弦函数的加权和； 二是非周期函数可以用正弦函数的加权积分表示。由于正弦函数的表达式中既含有时间也含有频率，因此，傅里叶分析实际上揭示了信号的时间特性和频率特性之间的内在联系，是对信号的频率特性的分析，这是傅里叶分析的物理意义。

　　什么是频域？顾名思义，频域就是频率域，以“频率”为自变量对信号进行分析，分析信号的频率结构(由哪些单一频率的信号合成)，并在频率域中对信号进行描述，这就是信号的频域分析，即傅里叶分析。

　　3．1信号的正交分解

　　两个正交函数相乘并在某范围内积分，所得积分值为零。由于正交函数具有这样的特性，因此，不同的正交函数分量可以相互分离开，这是将信号分解成正交函数的好处。而且关键的是，时域中的任何波形都可以分解成正交函数，或者说，用完备的正交函数集可以表示任意信号。

　　正交信号很多，埃尔米特多项式(Hermite Polynomials)、勒让德多项式(Legendre Polynomials)、拉格朗日多项式(Laguerre Polynomials)、贝塞尔函数(Bessel Polynomials)以及正弦函数都是正交函数。尤为值得注意的是，三角函数和复指数函数是正交函数，而且，三角函数集sin(nω1t),cos(nω1t)和复指数函数集ejnω1t是完备的正交函数集。

　　3．1．1信号的谐波分量分解

　　尽管正交信号很多，但傅里叶分析选择了正弦函数作为正交函数进行分解，选择正弦函数的理由有以下几点：

　　(1) 正弦波有精确的数学定义。

　　(2) 正弦波及其微分处处存在，而且其值是有界的。可以用正弦波来描述现实中的波形。

　　(3) 时域中的任何波形都可由各个频率的正弦波组合进行完整且唯一的描述。

　　(4) 任何两个不同频率的正弦波都是正交的，因此可以将不同的频率分量相互分离。

　　其实，最为关键的是，正弦信号含有频率的概念，正弦信号是唯一既含有时间又含有频率变量的函数，从正弦波中既可以看到时间的参量，也可以看到频率的影响。因此，也可以说，正弦波是对频域的描述，这是频域中最重要的规则。

　　在电气、电子信息、通信、控制等领域中的很多现象，都可以利用正弦波得到满意的解决，如，RLC电路、互连线的电气效应、通信的带宽、信息码率等。

　　因此，傅里叶选择了正弦函数进行分解，就具有了非同寻常的工程意义。傅里叶分析几乎涵盖了所有的领域，这是他对人类进步最大的贡献。

　　以三角函数集sin(nω1t)，cos(nω1t)或复指数函数集ejnω1t展开的级数，就是傅里叶级数。sin(ω1t)和cos(ω1t)是基本的周期信号，与其成谐波关系的函数是sin(nω1t)和cos(nω1t)。 ejω1t是基本的周期复指数信号，周期为T1=2π/ω1，与其成谐波关系的函数是复谐波函数ejnω1t。傅里叶级数就是将信号展开成基本分量和各次谐波分量之和。

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前言/序言

　　前言

　　“信号与系统”是电子信息类、自动化类、电气类以及计算机类等专业的一门非常重要的专业基础课程。多年前美国麻省理工学院（MIT）做过一次关于大学课程的调查，时间跨度几十年，结果发现有些课程从有到无，有些课程从无到有，只有少数课程的内容变化很小，“信号与系统”是其中的一门。为什么呢？原因是，“信号与系统”是用数学的方法分析解决物理问题，分析方法既严谨又有效。而且“信号与系统”所涉及的理论又是很多专业领域的基础，尤其在信息高度发展的今天，通信、网络、信息处理等进入到前所未有的发展阶段，其中涉及的基本原理很多是“信号与系统”课程中的。作为后续专业课的基础，“信号与系统”在通信、电子信息、生物医学、电气工程、运输物流、工程机械、声学、地震学、化学过程控制、社会经济等诸多领域都有着广泛的应用。

　　作为一门理论课程，“信号与系统”涉及了大量的公式。因此，一些学生在学习过程中，习惯于将“信号与系统”作为数学来学，除了演算似乎并不能深刻理解“信号与系统”到底是一门怎样的课程。本书尽量从物理概念的角度来剖析这门课程，对一些基本原理、基本分析方法给出适当的物理解释，力图引导读者深入理解“信号与系统”这门课程的知识内涵。

　　虽然“信号与系统”是一门比较难的课程，但是也是一门系统性很强的课程，有其特有的分析方法和清晰的知识脉络。这是本书编写的出发点及核心宗旨。

　　本书每章开篇有引言，结尾有结语，将信号与系统的知识内容串接起来，引导读者建立分析思路，理清知识脉络；穿插于中间的问题思考、深层分析、提示等能帮助读者深入思考，理解并掌握问题的核心内容。本书从大的知识框架入手，着重知识体系和分析理论的建立，强化知识架构、基本概念以及分析方法。书中大量的图表使得抽象的理论形象化，精心编写的例题有助于概念的理解和分析方法的掌握，而一些分析问题的“诀窍”可以大大简化繁琐的演算，形成“傻瓜解法”。

　　本书的知识内容相对较广，有一定的深度，但在知识阐述上，尽量深入浅出、化繁为简，将抽象的难以理解的理论简单化。

　　书中理论结合实际的一些案例，以及一些生活化的语言使得阅读不再枯燥。

　　全书共10章，遵循先时域连续后时域离散的顺序。连续时间信号与系统有着明确的物理概念，因此，易于理解和接受，这部分重点在于理解概念并建立分析方法；而离散时间信号与系统的分析方法与连续时间信号与系统的分析方法有着并行的相似性，在建立了基本的分析理论后重在后续的数字化处理。

　　前5章是连续时间信号与系统的分析，着重理解概念、建立分析方法和分析思路。第1章信号与系统的一般概念，主要是对信号与系统的整体有一个大致的了解；第2章是连续时间信号与系统的时域分析，由于时域是真实的物理世界，因此，强化概念的建立和理解，而弱化具体实际系统的求解，因为最简捷的求解方法在变换域。第3章和第4章是连续时间信号与系统的频域分析，由于频率是物理量，因此，频域分析有物理意义，即信号的频谱和系统的频率响应，正因为此，傅里叶分析具有非同寻常的工程意义，被广泛应用。第5章是连续时间信号与系统的拉普拉斯分析，本章主要建立s域的分析方法，拉普拉斯变换作为工具求解电路和微分方程异常简单，同时通过系统函数或零极点分析系统。实际上，到第5章，信号与系统的端口分析方法基本建立完毕。

　　第6章是连续时间信号的抽样，解决为什么可以用数字处理的手段来处理连续时间信号与系统的问题。经过采样，连续时间信号变成离散时间信号。

　　第7章、第8章、第9章分别是离散时间信号与系统的时域分析、z域分析和频域分析，离散时间信号与系统的分析方法在很多方面与连续时间信号与系统的分析方法有着并行的相似性，这为理解离散时间信号与系统提供了简便的分析途径。

　　信号与系统的课程内容是信号与系统的分析。信号分析主要是信号的分解和变换，描述方法有数学表达式和图形描述，不论在时域、频域，还是复频域，都可以写出数学表达式，也可以画出相应的图形，例如，信号的时域函数表达式以及相应的波形，或者频域的频谱函数及其频谱图，等等。

　　系统分析方法包括端口分析和状态空间分析。

　　前9章是系统的端口分析，用数学模型（微分方程或差分方程）、物理模型（框图）以及表征函数（系统函数和单位冲激响应）来描述系统，在时域和变换域进行分析，适于线性定常系统、单输入�驳ナ涑觯⊿ISO）系统。

　　第10章是系统的状态空间分析，其物理模型是流图，数学模型是状态方程和输出方程，相当于把黑匣子打开，分析系统内部的状态，适于分析多输入�捕嗍涑觯∕IMO）系统、非线性、时变系统，可以对状态变量进行观测和控制，是系统的完全描述。作为端口分析方法中的系统函数依然可以作为状态空间分析的一个系统表征，分析系统的一些特性，但是由它来描述系统有时是不完全的。

　　本书适合学时为48~72学时，学时少的可以只讲前8章的基本概念和基本分析方法，对于加注“*”的章节内容可根据实际需要酌情省略。

　　与本书配套的有《信号与系统学习及解题指导》（已由清华大学出版社出版），以及后续的《信号处理实验及应用》。另外，结合本教材，制作了多媒体电子教案，从而形成信号与系统的立体化教材，便于读者学习和参考。

　　当今信息技术的发展，移动互联以及创新模式的不断涌现，教学环境也在悄悄发生着变化，自主、自由地学习也许在不远的将来会成为主流，网络课堂、慕课（MOOC）等也许更加顺应时代的要求。本书的阐述方式以及内容架构为的是增加可读性和易于理解并引导思考问题，便于读者开放式的学习。

　　由于时间仓促和水平有限，疏漏或不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

　　作者2016年12月于北京

《时空织锦：理解宇宙的物质与能量律动》 内容梗概： 《时空织锦》并非一本聚焦于抽象数学工具或工程原理的教科书，它是一场跨越物理学、天文学、地质学乃至生物学核心概念的宏伟探索，旨在揭示宇宙万物赖以存在和演化的基本法则。本书将带领读者，从微观粒子的奇异舞蹈到宏观天体的壮丽交响，逐一解开物质如何聚集、能量如何转化、时空如何弯曲以及生命如何在此背景下绽放的奥秘。我们不会深入探讨傅里叶变换或拉普拉斯变换的推导过程，也不会详细解析滤波器设计或反馈控制的系统框图。相反，本书将以一种更具哲学性、启发性和故事性的方式，勾勒出宇宙大厦的宏观蓝图。 第一章：宇宙的基石——物质的本质与形态 本章将追溯人类对物质理解的漫长历程，从古希腊朴素的“四大元素”说，到近代化学的元素周期表，再到现代物理学关于基本粒子和夸克模型的认识。我们将探讨原子内部的结构，质子、中其中子、电子的组合如何构成万物的基础。读者将了解到，不同元素的性质差异源于其原子结构的不同，而这些差异又直接影响了它们形成化合物的可能性，进而催生出地球上丰富多样的物质形态，从坚硬的岩石到流动的液体，再到无处不在的气体。我们还会简要提及物质存在的奇特状态，如等离子体和玻色-爱因斯坦凝聚态，揭示在极端条件下物质可以展现出的惊人面貌。本章的目的在于建立一个直观的物质模型，让读者感知构成我们自身和周围世界的最基本单元。 第二章：能量的脉搏——转化、守恒与驱动力 能量是宇宙的内在动力。《时空织锦》将深入浅出地阐述能量的多种形式：动能、势能、热能、化学能、电磁能以及核能。我们将探究这些能量形式之间如何相互转化，例如，化学能如何在燃烧中释放为热能和光能，动能在重力作用下如何转化为势能。本书将重点强调能量守恒定律的普适性——能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。这一颠扑不破的法则，是解释从行星运行到生命活动的根本。我们将探讨太阳系内能量的流动，从太阳辐射到地球接收，再到生态系统中的物质循环和能量传递。同时，本章也会触及能量的“可用性”问题，即熵增原理所揭示的，能量转化过程中总是伴随着一部分能量变得“不可用”，从而驱动着自然界不可逆转的变化和演化。 第三章：时空的交响——从牛顿到爱因斯坦的宇宙观 时空是宇宙的舞台。《时空织锦》将带领读者穿越不同时代对时空理解的演进。我们将回顾牛顿经典力学中绝对时间和绝对空间的概念，理解其在描述宏观世界运动时的巨大成功。然而，本书的重点将放在爱因斯坦的革命性理论上。我们将以通俗易懂的方式介绍狭义相对论，解释时间膨胀和长度收缩等反直觉现象，以及质能等价（E=mc²）这一惊世骇俗的发现，它揭示了质量和能量之间深刻的内在联系。随后，我们将迈入广义相对论的殿堂，理解引力并非一种“力”，而是由质量和能量引起的时空弯曲。本书将通过生动的比喻，如在弹性膜上放置重球造成的凹陷，来形象地解释引力如何影响天体的运动，甚至光线的传播。我们将触及黑洞、引力波等极端时空现象，展示爱因斯坦理论在解释宇宙最深层奥秘时的强大力量。 第四章：宇宙的创生与演化——从大爆炸到星系形成 本章将聚焦宇宙的宏观尺度和悠久历史。我们将从目前最被广泛接受的“大爆炸”模型出发，追溯宇宙从一个极端高温高密度的奇点开始膨胀、冷却、结构逐渐形成的漫长历程。读者将了解到，宇宙早期的高能粒子如何碰撞、湮灭、合成，原子核如何形成，进而电子如何被束缚，形成最早的中性原子。本书将描绘第一代恒星和星系的诞生，它们如何依靠引力汇聚物质，并在内部进行核聚变，合成更重的元素。我们将解释恒星的生命周期，从年轻的蓝巨星到衰老的红巨星，再到最终的白矮星、中子星或黑洞。本书还将探讨星系如何碰撞、合并，形成我们今天所见的庞大结构。宇宙微波背景辐射、星系红移等关键观测证据，也将穿插其中，为这些理论提供坚实的支撑。 第五章：生命的回响——物质、能量与时空中的绽放 当物质、能量和时空相互作用达到一定复杂程度时，生命便应运而生。《时空织锦》的最后一章将视角转向地球，以及我们所知的生命现象。我们将探讨生命所需的关键要素：适宜的温度、液态水、以及构成生命的有机分子。本书将联系前几章的知识，说明地球独特的环境是如何为生命提供基础的。我们将简要回顾生命起源的科学假说，例如，在原始汤中发生化学演化，或者通过地热喷口提供能量和物质。随后，我们将追溯生命演化的宏伟图景，从最简单的单细胞生物到复杂的多细胞生物，再到如今人类的出现。我们将审视生命体内部的物质转化和能量流动，例如，光合作用如何将太阳能转化为化学能，呼吸作用如何释放能量供生命活动。本书将强调，生命并非孤立的存在，而是深深植根于宇宙的物质、能量和时空规律之中，是宇宙自身演化过程中产生的一种令人惊叹的现象。 《时空织锦：理解宇宙的物质与能量律动》 致力于以一种引人入胜、启发思考的方式，勾勒出宇宙运行的宏观框架。它适合所有对自然科学充满好奇，渴望理解我们所处宇宙的本质，但又希望避免繁琐数学推导的读者。本书的目标是激发读者对科学的兴趣，培养其探索未知的好奇心，并提供一种更广阔的视角来审视人类在浩瀚宇宙中的位置。

评分☆☆☆☆☆

对于《信号与系统》这本书，我的感觉相当复杂，可以说是一半海水一半火焰。它的理论深度毋庸置疑，很多章节的逻辑链条非常紧密，一旦你理解了前一个概念，后续的学习就会相对顺畅一些。作者在数学的严谨性方面做得非常到位，每一个公式的推导都力求清晰，并且会给出严格的数学证明。这对于我这种追求精确性的人来说，非常有吸引力。然而，问题也恰恰出在这里，过于强调数学的严谨性，有时会让我觉得它有点“脱离实际”。书中的例子虽然经典，但很多都是理想化的模型，缺乏一些更贴近真实世界应用场景的案例，比如在噪声处理、信号压缩等方面，书中提到的只是理论框架，对于如何具体实现，以及在实际应用中会遇到的各种非理想情况，就显得有些不足了。我希望这本书能多一些“实战演练”，哪怕是简化的，也能让我更好地将书本上的知识与工程实践联系起来。总体而言，它是一本扎实的理论教材，但如果想要更全面地理解信号与系统的应用，可能还需要结合其他的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，《信号与系统》这本书给我的感受，更像是与一位严谨的数学家在对话。它没有太多花哨的语言，也没有刻意去迎合读者的阅读习惯，而是以一种近乎“冷峻”的风格，将信号与系统的核心理论一一呈现。书中对于数学公式的运用可谓是淋漓尽致，各种积分、微分、变换的推导层层递进，逻辑清晰，严丝合缝。这对于我来说，既是挑战，也是一种“纯粹”的体验。我喜欢它在定义和定理上的精确性，感觉每一句话都经过了反复的推敲，没有任何模棱两可的地方。然而，这种高度的数学化，也让我在理解一些物理意义时，感到些许的“隔阂”。有时候，我脑海里明明知道信号是有物理意义的，系统也是现实世界的模型，但书中的数学语言，却让我感觉离这些“真实”的东西越来越远。比如，在讲解某个性质时，作者可能直接给出了一个优美的数学表达式，但我却很难立刻联想到它在实际中代表着什么。我觉得，如果能有更多的类比，或者更贴近实际的例子，来辅助解释这些抽象的数学概念，这本书的接受度可能会更高。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统》真的让我头疼不已！翻开第一页，我就被那些密密麻麻的数学符号和公式淹没了，感觉自己像置身于一片未知的数学海洋，完全不知所措。作者似乎默认读者已经具备了相当深厚的数学功底，很多概念的引入都非常跳跃，直接抛出了复杂的积分和傅里叶变换，让我这个初学者感到压力山大。书中的例子虽然不少，但很多都是直接给出结果，中间推导过程省略得太厉害，导致我每次想弄明白一个概念，都要花费大量时间去自行补充那些被“隐藏”的细节。而且，对于一些关键的物理意义和直观解释，书中也显得有些吝啬，更多的是强调数学上的严谨性。我试图通过阅读来建立起信号和系统之间的联系，理解它们是如何相互作用的，但这本书给我的感觉更像是在学习一套抽象的数学语言，而不是在探索一个充满魅力的物理世界。我甚至怀疑自己是不是找错了入门的书籍，也许我应该先去恶补一下相关的数学知识，再来挑战这本书。现在，我只能一边查阅其他的资料，一边慢慢地啃这本厚重的书，希望最终能有所收获，但过程确实比我预想的要艰难得多。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我对于《信号与系统》这本书的评价，用“惊喜”两个字可能不太准确，但它确实触及了我一些意想不到的思考点。起初，我只是想了解一下信号处理的基础，但这本书在讲解过程中，时不时会穿插一些关于信息本质、系统模型抽象化以及工程实践中遇到的具体挑战的讨论。这让我意识到，信号与系统远不止是教科书上的公式和定理，它更是连接理论与现实的一座桥梁。例如，在探讨卷积定理时，作者没有止步于数学推导，而是结合了实际的滤波器设计案例，让我更清晰地看到理论是如何指导工程应用的。此外，书中对一些概念的引入方式也比较独特，比如没有上来就讲傅里叶变换，而是先从时域分析入手，逐步引导读者理解为什么需要频域的概念，这种循序渐进的方式，反而让我对信号的理解更加深刻。虽然书中某些章节的难度依然不小，需要反复琢磨，但它所提供的思考深度和广度，是那些只侧重于公式推导的书籍所无法比拟的。它让我不再仅仅是被动地接受知识，而是开始主动地去思考信号和系统在更宏观层面上的意义。

评分☆☆☆☆☆

我不得不承认，《信号与系统》这本书在我的学习过程中扮演了“催化剂”的角色，虽然这个催化过程并非一帆风顺。它的叙述风格非常直接，很少有冗余的文字，上来就直奔主题，讲解的节奏很快。我喜欢这种高效的讲解方式，因为我喜欢直接获取核心信息。然而，这种快节奏也意味着，一旦你错过了某个关键点，后面的内容就会变得晦涩难懂。书中的图示非常精炼，很多时候需要你自己去补充理解，它们更像是为已经掌握了基本概念的人设计的提示，而不是为初学者准备的视觉辅助。我印象特别深刻的是关于采样定理的那一部分，作者的讲解方式非常数学化，通过 Nyquist 准则的推导，直接给出了采样频率的条件。我当时就觉得，这太“硬核”了！虽然理解了数学推导，但对于为什么需要采样，以及采样过程中会发生什么，感觉还是停留在概念层面，没有达到那种“融会贯通”的境界。这本书更像是一本供专业人士参考的工具书，你需要有一定的基础，才能真正从中汲取养分。