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郑君里，应启珩，杨为理 编

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
• 通信原理
• 控制系统
• 数学建模
• 电子工程
• 高等数学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040257878

版次：1

商品编码：12251287

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2009-03-01

用纸：胶版纸

页数：627

字数：750000

正文语种：中文

内容简介

　　《信号与系统引论》作者以原著《信号与系统》（第二版）（2000年高等教育出版社出版）为基础，改写成这本引论教材。特点如下：篇幅适当减少，以适应不同课程学时的需求；保持了原著*重要的特色——理论与实践密切结合，应用实例丰富；在改写过程中对部分实例进行了更新或补充，具有强烈的时代感；全文保留了原著第六章信号的矢量空间分析，从而充分体现了《信号与系统引论》与国内外其他同类教材的明显区别。
　　《信号与系统引论》共9章，包括：绪论；连续时间系统的时域分析；傅里叶变换；拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析；傅里叶变换应用于通信系统——滤波、调制与抽样；信号的矢量空间分析；离散时间系统的时域分析；z变换、离散时间系统的z域分析；系统的状态变量分析。
　　《信号与系统引论》可作为高等院校通信电子类本科生信号与系统课程的教材。如果教师备课或学生自学时将《信号与系统引论》与《信号与系统》（第二版）交互参考研究，可以取得更好的教学效果。

内页插图

目录

第一章 绪论
1．1 信号与系统
1．2 信号的描述、分类和典型示例
1．3 信号的运算
1．4 阶跃信号与冲激信号
1．5 信号的分解
1．6 系统模型及其分类
1．7 线性时不变系统
1．8 系统分析方法
习题

第二章 连续时间系统的时域分析
2．1 引言
2．2 系统数学模型（微分方程）的建立
2．3 用时域经典法求解微分方程
2．4 起始点的跳变——从0-到0+状态的转换
2．5 零输入响应与零状态响应
2．6 冲激响应与阶跃响应
2．7 卷积
2．8 卷积的性质
2．9 利用卷积分析通信系统多径失真的消除方法
2．10 用算子符号表示微分方程
习题

第三章 傅里叶变换
3．1 引言
3．2 周期信号的傅里叶级数分析
3．3 典型周期信号的傅里叶级数
3．4 傅里叶变换
3．5 典型非周期信号的傅里叶变换
3．6 冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换
3．7 傅里叶变换的基本性质
3．8 卷积特性（卷积定理）
3．9 周期信号的傅里叶变换
3．10 抽样信号的傅里叶变换
3．11 抽样定理
习题

第四章 拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析
4．1 引言
4．2 拉普拉斯变换的定义、收敛域
4．3 拉氏变换的基本性质
4．4 拉普拉斯逆变换
4．5 用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型
4．6 系统函数（网络函数）H（s）
4．7 由系统函数零、极点分布决定时域特性
4．8 由系统函数零、极点分布决定频响特性
4．9 二阶谐振系统的s平面分析
4．10 全通函数与最小相移函数的零、极点分布
4．11 线性系统的稳定性
4．12 双边拉氏变换
4．13 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
习题

第五章 傅里叶变换应用于通信系统——滤波、调制与抽样
5．1 引言
5．2 利用系统函数H（jw）求响应
5．3 无失真传输
5．4 理想低通滤波器
5．5 系统的物理可实现性、佩利一维纳准则
5．6 利用希尔伯特变换研究系统函数的约束特性
5．7 调制与解调
5．8 带通滤波系统的运用
5．9 从抽样信号恢复连续时间信号
5．10 脉冲编码调制（PCM）
5．11 频分复用与时分复用
5．12 对当代电信网络的初步认识
习题

第六章 信号的矢量空间分析
6．1 引言
6．2 信号矢量空间的基本概念
6．3 信号的正交函数分解
6．4 完备正交函数集、帕塞瓦尔定理
6．5 沃尔什函数
6．6 相关
6．7 能量谱和功率谱
6．8 信号通过线性系统的自相关函数、能量谱和功率谱分析
6．9 匹配滤波器
6．10 测不准（不定度）原理及其证明
6．11 码分复用、码分多址（CDMA）通信
习题

第七章 离散时间系统的时域分析
7．1 引言
7．2 离散时间信号——序列
7．3 离散时间系统的数学模型
7．4 常系数线性差分方程的求解
7．5 离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应
7．6 卷积（卷积和）
7．7 解卷积（反卷积）
习题

第八章 二变换、离散时间系统的z域分析
8．1 引言
8．2 z变换定义、典型序列的。变换
8．3 z变换的收敛域
8．4 逆变换
8．5 z变换的基本性质
8．6 z变换与拉普拉斯变换的关系
8．7 利用z变换解差分方程
8．8 离散系统的系统函数
8．9 序列的傅里叶变换（DTFT）
8．10 离散时间系统的频率响应特性
8．11 数字滤波器简介
习题

第九章 系统的状态变量分析
9．1 引言
9．2 反馈系统的初步概念
9．3 信号流图
9．4 连续时间系统状态方程的建立
9．5 连续时间系统状态方程的求解
9．6 离散时间系统状态方程的建立
9．7 离散时间系统状态方程的求解
9．8 状态矢量的线性变换
9．9 系统的可控制性与可观测性
习题

附录一 卷积表
附录二 常用周期信号的傅里叶级数表
附录三 常用信号的傅里叶变换表
附录四 几何级数的求值公式表
附录五 序列的z变换表

习题答案
索引
参考书目

前言/序言

　　1978年撰写《信号与系统》（第一版）初稿至今已历经30年，在此期间，曾改写第二版，于2000年与读者见面。从第一版到第二版读者对该书的需求量逐步增多。我们结识了大批有志于学习或教授信号与系统课程的朋友，众多学生和教师对这一学科领域的强烈兴趣与研究热情是对作者最珍贵的鼓励与厚爱，在此深致谢意。
　　回顾10年前开始撰写第二版初稿时确定的追求目标以及近年来使用该书授课的实践感受，作者认识到以下诸方面的思考很值得认真分析与反复研究：
　　（1）由于确定性信号经线性时不变系统传输与处理的研究方法已相当成熟，本课程的教学要求和基本内容相对稳定。虽然在某些方面受到最新技术发展的冲击，然而，尚未构成大幅度更新和重组课程体系的新局面，因而，本课程的发展前景可表述为：在相对稳定中逐步追求变革。
　　（2）要处理好稳定与变革的关系，必须在讲授传统内容的过程中充分体现时代气息，注重经典理论的讲述与引入最新技术的相互融合。以当代信息科学的观点理解、审视、组织和阐述传统内容。所谓课程更新往往体现在应用领域的演变，而已经成熟的经典理论却仍然适用。第二版教材特别注重结合基本概念介绍各类应用实例（如PCM通信、CDMA通信、码速与带宽、匹配滤波器、小波变换以及人口增长估测、宏观经济模型、住房贷款偿还计算等）。这些讨论有助于激发学生的学习志趣和热情，推动他们灵活、深入地掌握基本概念，给读者留下深刻印象，这是该书最重要的特色。
　　（3）增写信号的矢量空间分析一章，取得了很好的教学效果。这里涉及的基本概念在许多后续课程中需要引用，而按照以往的习惯，尚未见到国内外哪种教材或哪门课程对此进行系统的入门介绍。本章的撰写成功地改变了这种状况。
　　教学改革必须注重结合国情。我们的学生从高中到大学历经系统深入的数学课程学习，承受了严格而艰苦的训练，他们对数学基础知识及其实际应用问题的兴趣要明显超过国外的同龄学生。而本课程的核心任务正是要构建一座从数学到物理和工程技术的桥梁，引导学生从理论学习过渡到专业工程训练。本书的重要特征在于适应国情，使学生一方面对信号处理的学习步入更深层次，为学好后续理论课程打好基础，另一方面也认识到数学并不神秘，许多数学工具非常有用。
　　（4）信号与系统课程的实验教学可以结合MATLAB软件应用安排编程练习。目前，这种做法已取得国内外众多授课教师的共识。在具体实现方法上有两种形式，一是在理论教材的每一章后附加相应练习，另一种是单独编写MATLAB编程练习教材，适当增加综合性训练题目，这需要稍多一些课时。经过几年来的实践试点，我校电子系采取了后一种做法，并且出版了相应的教材（见本书后所附参考书目[3]）。
　　（5）第二版教材结构具有很大灵活性，可适用于本科通信电子类与非通信电子类的多种专业，全书篇幅较大。任课教师可以根据各校实际情况进行不同章节的选取与组合，构成深度和学时有区别的课程。

《宇宙的语言：理解模式、信息与演化》 简介 人类文明的进步，很大程度上依赖于我们理解并操控自然界和人类社会中存在的模式与信息的能力。从古老的星象观测到现代的基因测序，从简单的口头交流到复杂的互联网信息流，我们无时无刻不在与各种各样的“信号”打交道。这些信号，或是波动的声响，或是闪烁的光芒，或是抽象的数据，它们携带着关于世界的信息，驱动着万物的演化和人类的认知。 《宇宙的语言：理解模式、信息与演化》是一部深入探索这些普遍存在于自然与社会中的信号、模式、信息及其背后规律的著作。它并非一本枯燥的技术手册，而是一场引人入胜的思维之旅，旨在揭示隐藏在看似杂乱无章的现象背后的深刻联系和普遍原理。本书将带领读者穿越物理世界、生物王国、人类社会乃至抽象的数学领域，去聆听宇宙的低语，去解读信息的脉络，去洞察模式的形成与演化。 本书内容概述 本书的结构设计循序渐进，从宏观到微观，从直观到抽象，力求为读者构建一个清晰而全面的认知框架。 第一部分：信号的本质与感知 在本书的开篇，我们将首先聚焦于“信号”本身。什么是信号？它们如何产生？又如何被感知？我们将探讨不同形式的信号： 物理信号： 从声波的振动到电磁波的传播，从可见光到不可见的光谱，我们将解析这些物理现象所承载的信息。例如，动物如何通过声呐或化学信号进行交流？天文学家如何从遥远的星光中解读宇宙的过去？ 生物信号： 在生命体内，信号无处不在。从细胞间的化学通讯（如激素、神经递质）到基因调控网络，再到生物体的整体行为模式，我们将深入理解生命如何通过信号传递来维持秩序、适应环境、繁衍后代。例如，植物如何感知光照强度来调节生长？免疫系统如何识别并响应外来病原体？ 人类信号： 语言、文字、图像、音乐、行为，这些都是人类用于表达思想、传递情感、组织社会的重要信号。我们将分析这些信号的特点，以及它们如何影响我们的认知和互动。例如，表情和肢体语言在沟通中的作用是什么？不同文化如何发展出独特的信号系统？ 在理解信号的基础上，我们将进一步探讨“感知”。感知不仅仅是被动接收，更是对信号的主动解读和解释。本书将剖析人类以及其他生物的感知机制，以及信息在传递过程中可能发生的失真与损耗。我们也将审视信息过载的挑战，以及如何在海量信号中有效提取有用的信息。 第二部分：模式的识别与构建 自然界和人类社会充满了各种各样的“模式”。模式是信号的有序组合，它们揭示了事物运作的规律和潜在的结构。本书的第二部分将深入研究模式的识别、描述与构建： 时域与频域的视角： 许多信号的模式可以通过在时间和频率两个维度上进行分析来揭示。例如，声音的音色可以通过其频谱分析来区分，而一段音乐的节奏则体现在其时间序列的重复性上。我们将学习如何从不同的视角去审视信号，以发现隐藏的模式。 统计模式与机器学习： 在大数据时代，统计学和机器学习成为了识别复杂模式的关键工具。我们将介绍一些基本的统计概念，以及如何利用算法从数据中学习模式，并进行预测和分类。例如，如何通过分析大量的用户行为数据来推荐商品？如何利用图像识别技术来区分不同的物体？ 自组织与涌现现象： 许多宏观的模式并非由单一中心控制，而是由大量微观个体之间的简单互动自发产生的。本书将探讨诸如蜂群、蚁群、鸟群等集体行为中的自组织现象，以及这些涌现出的复杂模式。我们将理解“整体大于部分之和”的深刻含义。 自然界中的几何与分形： 自然界中存在着许多令人惊叹的几何模式，如雪花的六角形、树枝的生长方式、海岸线的蜿蜒曲折。我们将介绍分形几何等概念，以理解这些自然界中普遍存在的“自相似”模式。 第三部分：信息的编码、处理与演化 信号承载着信息，而信息的有效传递和处理是系统运作的关键。本书的第三部分将聚焦于信息在系统中的生命周期： 信息论基础： 我们将引入信息论的基本概念，如信息熵、信道容量等，来量化信息的多少以及信息传输的效率。这将帮助我们理解为什么有些信息容易被传递，而有些则难以捕捉。 编码与解码： 为了更有效地传递和存储信息，我们需要对其进行编码。从简单的二进制编码到复杂的纠错码，我们将探讨各种编码技术在不同领域的应用，例如数字通信、数据存储和生物遗传。 反馈与控制系统： 许多系统通过反馈机制来维持稳定或达到目标。本书将分析正反馈与负反馈的作用，以及它们如何驱动系统的动态行为。例如，恒温器如何通过负反馈来调节室温？生物体如何利用反馈机制来维持内环境的稳定？ 信息与演化： 信息在生物演化中扮演着核心角色。基因是信息的载体，而变异和选择是信息在代际间传递和更新的过程。我们将探讨信息如何驱动物种的适应性演化，以及信息不对称在生态系统中的作用。 第四部分：普适性原理与未来展望 在本书的最后部分，我们将尝试将前面探讨的各种现象联系起来，寻找隐藏在信号、模式与信息背后的普适性原理。 复杂性科学的视角： 我们将从复杂性科学的视角来审视自然界和人类社会的系统，理解这些系统如何通过大量的相互作用产生非线性的行为和涌现的特性。 网络理论的应用： 现实世界中的许多现象都可以用网络来表示，例如社交网络、生物分子网络、交通网络。我们将探讨网络结构如何影响信息的传播和系统的功能。 从经典到未来的演进： 我们将回顾信号与模式研究的历史，并展望其在人工智能、大数据分析、生物技术、经济学等前沿领域的未来发展。 本书的特色与价值 《宇宙的语言：理解模式、信息与演化》的独特之处在于： 跨学科的视角： 本书打破学科壁垒，将物理学、生物学、计算机科学、信息论、统计学、社会学等领域的知识融会贯通，展现了信号、模式与信息的普遍联系。 生动形象的案例： 通过大量贴近生活的生动案例，如动物的交流方式、音乐的构成、经济市场的波动、互联网的信息传播等，将抽象的概念具象化，使读者易于理解。 启发性的思维方式： 本书旨在培养读者观察世界、分析问题的新视角，鼓励读者从信号与模式的角度去审视周围的现象，发现其中的规律，并提出创新的解决方案。 理论与实践的结合： 在介绍核心理论的同时，本书也关注这些理论在实际应用中的价值，为读者提供解决现实问题的思路。 谁适合阅读本书？ 本书适合所有对自然界、人类社会以及信息科学充满好奇心的读者。无论您是高中生、大学生，还是专业领域的从业者，都能从本书中获得启发。尤其推荐给以下读者： 对物理学、生物学、计算机科学等基础学科感兴趣的学生。 希望拓展知识边界，建立跨学科思维的各领域研究者和从业人员。 对人工智能、大数据、复杂系统等新兴领域感到好奇的普通读者。 任何希望更深入地理解我们所处世界运作规律的智慧生命。 阅读《宇宙的语言：理解模式、信息与演化》，您将学会用一种全新的语言去倾听世界的低语，用一双敏锐的眼睛去洞察模式的脉络，用一颗求知的心去解码信息的奥秘。这是一场关于认知、关于智慧、关于宇宙本身的探索之旅，期待与您一同启程。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开这本《信号与系统引论》，就有一种被其严谨和系统性所震撼的感觉。它不像某些教材那样，上来就抛出一堆晦涩难懂的概念，而是循序渐进，层层递进，让读者有足够的时间去消化和理解。作者在处理数学公式时，非常注重理论的铺垫和物理意义的解释，这对于我这种不是数学专业出身的读者来说，简直是福音。书中对离散时间信号和连续时间信号的处理方式，以及它们之间的联系，都阐述得非常清晰。我印象最深刻的是关于系统稳定性、因果性等概念的讨论，这些是理解任何信号处理系统的关键。书中通过大量的例子，比如滤波器、放大器等，来具体说明这些理论概念是如何在实际工程中应用的。这让我在学习理论的同时，也能看到它的应用前景，极大地激发了我学习的兴趣。我甚至开始主动去查找一些关于数字信号处理、通信原理等领域的资料，感觉这本书已经打开了一个全新的世界。它不仅仅是知识的传授，更是一种思维方式的培养，教会我如何去分析和解决问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书《信号与系统引论》的写作风格非常吸引人，语言通俗易懂，避免了过多的专业术语堆砌，即使是初学者也能轻松入门。作者善于运用类比和比喻，将抽象的数学概念形象化，比如用“流水”来比喻信号的流动，用“过滤器”来比喻系统对信号的处理。这大大降低了学习的门槛。我特别喜欢书中对各种信号和系统的分类以及它们之间的关系阐述。无论是连续时间还是离散时间，是线性还是非线性，书中都给出了清晰的定义和分析方法。而且，书中还包含了不少的例题和习题，并且提供了详细的解答，这让我在学习过程中能够及时巩固知识，检验学习效果。我曾经在学习某个章节时遇到了一些困惑，但通过书后的习题和解答，很快就找到了思路，克服了难点。这本书让我觉得学习“信号与系统”不再是一件枯燥乏味的事情，而是一场充满乐趣的智力探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我对我们身处的世界有了全新的认识。以前总觉得很多现象都是理所当然的，比如我们听到的声音，看到的图像，这些都是怎么传递过来的，背后有什么样的规律？《信号与系统引论》就像一把钥匙，打开了我对这些问题的求知欲。书中用一种非常直观的方式，从最基本的信号概念讲起，逐步深入到系统的分析。我尤其喜欢它对傅里叶变换的讲解，一开始觉得名字听起来很吓人，但作者用了很多生动的例子，比如把一个复杂的波形分解成一系列简单的正弦波，这让我瞬间就明白了信号的本质。而且，书中的插图和图示做得非常出色，很多复杂的公式在图的帮助下变得一目了然。我还能想起当时看到一个关于卷积的图，一下子就理解了系统是如何对信号做出响应的。这本书不仅仅是理论上的讲解，还穿插了不少实际应用的例子，让我觉得学到的知识非常有价值，不像很多纯理论的书那样枯燥乏味。我开始关注生活中的各种信号，比如手机信号、无线电广播，甚至是我们说话的声音，都在思考它们背后的“信号与系统”原理。这算是一次非常愉快的学习经历，也为我后续更深入的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直对声音的传播和处理非常感兴趣，这本书《信号与系统引论》正好满足了我这方面的求知欲。它从最基本的声音信号开始，逐步讲解了如何用数学模型来描述和分析这些信号。我尤其喜欢书中对采样定理的讲解，它解释了为什么我们在录制声音时需要以一定的频率进行采样，以及采样频率过低会产生什么后果。这对我理解数字音频的工作原理非常有帮助。而且，书中还介绍了各种滤波器的原理，比如低通滤波器、高通滤波器等，这让我在听音乐的时候，也能思考到不同音效是如何通过这些滤波器实现的。书中的图示非常直观，让我能够轻松地理解傅里叶变换、拉普拉斯变换等复杂的数学工具是如何被用来分析信号的频谱特性的。这本书让我对声音的世界有了更深层次的理解，不再只是被动地接收，而是开始主动地去思考它背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书《信号与系统引论》给我带来的最大改变，就是让我看到了生活中各种看似独立的现象之间存在的深刻联系。以前我总觉得电报、电话、收音机是不同的技术，但通过这本书，我明白了它们都遵循着相似的“信号与系统”原理。从模拟信号到数字信号的转换，再到信号的传输和解调，这一系列的过程在书中被清晰地描绘出来。我喜欢作者在讲解过程中，不断地将理论与实际应用相结合，比如在介绍卷积时，就联系到了滤波器的工作原理。这让我觉得学习到的知识非常“接地气”，很有实践意义。书中对系统响应的分析，让我理解了为什么不同的系统会对相同的信号产生不同的输出。我开始尝试着用书中的知识去分析一些简单的通信系统，虽然还很简单，但已经让我非常有成就感。这本书就像是一本武林秘籍，教会了我如何去“内视”信息的流动和处理，让我对科技的理解上了一个新的台阶。