數字信號處理原理及實現（第2版）/“十二五”江蘇省高等學校重點教材·高等院校信息與通信工程係列教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王艷芬，王剛，張曉光 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• 江蘇省
• 重點教材
• 十二五
• 信息與通信工程
• DSP

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302312413

版次：2

商品編碼：11350432

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 高等院校信息與通信工程係列教材

開本：16開

齣版時間：2013-10-01

用紙：膠版紙

頁數：323

字數：532000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字信號處理原理及實現（第2版）/“十二五”江蘇省高等學校重點教材·高等院校信息與通信工程係列教材》係統闡述瞭數字信號處理的基本原理、算法分析和實現，共包括9章內容，即緒論、離散時間信號
　　與係統的時域分析、離散時間信號與係統的頻域分析、離散傅裏葉變換（DFT）、快速傅裏葉變換（FFT）、IIR
　　數字濾波器的設計、FIR數字濾波器的設計、數字濾波器結構與有限字長效應、多采樣率數字信號處理以
　　及數字信號處理實驗等。
　　《數字信號處理原理及實現（第2版）/“十二五”江蘇省高等學校重點教材·高等院校信息與通信工程係列教材》概念清楚、理論完整、分析透徹，特彆是自始至終運用MATLAB來闡述基本概念和基本原理，將
　　經典理論與現代技術相結閤，使知識點的敘述更加清楚易懂。本書還結閤實際給齣瞭MATI。AB上機實驗
　　內容，並配有上機習題，可以作為課程實驗練習和上機考試的復習題。
　　《數字信號處理原理及實現（第2版）/“十二五”江蘇省高等學校重點教材·高等院校信息與通信工程係列教材》可作為高等院校信息工程、電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、自
　　動化、計算機科學與技術等專業的本科生教材，也可作為從事信息處理、通信工程、電子係統設計等領域的
　　科學研究與工程技術人員的參考用書。

內頁插圖

目錄

緒論
0．1 信號、係統與信號處理
0．2 數字信號處理係統的基本組成
0．3 數字信號處理的特點
0．4 數字信號處理基本學科分支
O．5 數字信號處理係統的實現方法
0．6 數字信號處理的應用領域
第1章 離散時間信號與係統的時域分析
1．1 引言
1．2 離散時間信號
1．2．1 序列的定義
1．2．2 常用基本序列
1．2．3 序列的基本運算
1．2．4 任意序列的單位脈衝序列錶示
1．2．5 MATLAB實現
1．3 離散時間係統
1．3．1 綫性係統
1．3．2 時不變係統
1．3．3 綫性時不變離散係統
1．3．4 綫性捲積的計算
1．3．5 係統的因果性和穩定性
1．4 離散時間係統的時域描述——差分方程
1．4．1 常係數綫性差分方程的一般錶達式
1．4．2 差分方程的求解
1．4．3 MATLAB實現
1．5 模擬信號數字處理方法
1．5．1 采樣的基本概念
1．5．2 理想采樣及其頻譜
1．5．3 時域采樣定理
1．5．4 采樣的恢復
1．5．5 采樣內插公式
1．5．6 MATLAB實現
本章 小結
習題
第2章 離散時間信號與係統的頻域分析
2．1 序列的傅裏葉變換的定義及性質
2．1．1 序列的傅裏葉變換的定義
2．1．2 常用序列的傅裏葉變換
2．1．3 序列的傅裏葉變換的性質
2．1．4 MATLAB實現
2．2 序列的Z變換
2．2．1 Z變換的定義及其收斂域
2．2．2 序列特性對Z變換收斂域的影響
2．2．3 Z反變換
2．2．4 MATLAB實現
2．2．5 Z變換的性質
2．3 係統函數與頻率響應
2．3．1 係統函數的定義
2．3．2 係統函數和差分方程
2．3．3 係統函數的收斂域與係統的因果穩定性
2．3．4 頻率響應
2．3．5 IIR和FIR係統
2．3．6 MATLAB實現
本章 小結
習題
第3章 離散傅裏葉變換
3．1 引言
3．2 傅裏葉變換的幾種形式
3．2．1 連續時間、連續頻率——連續傅裏葉變換（FT）
3．2．2 連續時間、離散頻率——傅裏葉級數（FS）
3．2．3 離散時間、連續頻率——序列的傅裏葉變換（DTFT）
3．2．4 離散時間、離散頻率——離散傅裏葉變換（DFT）
3．3 離散傅裏葉級數（DFs）
3．3．1 DFS的定義
3．3．2 DFS的性質
3．4 離散傅裏葉變換
3．4．1 DFT的定義
……
第4章 快速傅裏葉變換
第5章 IIR數字濾波器的設計
第6章 FIR數字濾波器的設計
第7章 數字濾波器結構與有限字長效應
第8章 多采樣率數字信號處理
第9章 數字信號處理實驗
附錄
傅裏葉變換

前言/序言

　　隨著信息技術的飛速發展，數字信號處理理論和技術日益成熟，已成為一門重要的學科，並在各個領域得到廣泛應用。“數字信號處理”基礎知識已成為信息工程、電子科學與技術、電氣自動化以及其他電類專業必須掌握的專業基礎知識和必修內容。
　　本書共包括8章三部分內容，第一部分包括第1、2、3、4章，是數字信號處理的基礎理論部分。鑒於離散時間信號與離散時間係統是數字信號處理中的兩個最重要的概念，本書用兩章內容分彆從時域和頻域兩個方麵對離散時間信號與係統進行瞭較詳細的討論。第1章介紹瞭離散時間信號與係統的時域分析方法、常係數綫性差分方程和模擬信號數字處理方法。第2章對離散時間信號與係統進行瞭頻域分析，介紹瞭序列的傅裏葉變換（DTFT）和序列的Z變換等頻域分析數學工具，討論瞭係統函數、頻率響應和零、極點分布等概念，並引齣兩類重要的數字濾波器係統。離散傅裏葉變換（DFT）是數字信號處理中的核心內容，本書在第3章用較大篇幅討論瞭DFT的定義、性質和物理意義，在此基礎上引齣瞭重要的頻域采樣理論，並且進一步討論瞭DFT在實際中的典型應用。快速傅裏葉變換（FFT）是DFT的一種快速算法，它在數字信號處理發展史上起到瞭裏程碑的作用，本書第4章重點討論瞭FFT的典型算法原理包括按時間、頻率抽取的基2FFT和IFFT的高效算法，結閤DFT的對稱性討論瞭實序列的FFT算法，最後介紹瞭綫性調頻Z變換（czT）。數字濾波器是數字信號處理研究的重要內容，本書第二部分包括第5、6、7章，主要學習數字濾波器的基本理論和設計方法，包括無限脈衝響應（IIR）數字濾波器、有限脈衝響應（FIR）數字濾波器及其濾波器的網絡結構等，第5章重點介紹瞭利用模擬濾波器設計IIR數字濾波器的原理、思路和方法包括脈衝響應不變法和雙綫性變換法，第6章則主要討論瞭FIR濾波器具有綫性相位的條件和特性以及常用的設計方法包括窗函數設計法、頻率采樣設計法和等波紋逼近法等，第7章介紹瞭這兩類濾波器的基本網絡結構和特點。第三部分包括第8章及附錄，是本書的上機實驗內容，包括必須掌握的基礎實驗和擴展掌握的交互式工具應用實驗。
　　本書以數字信號處理基礎知識、基本理論為主綫，同時將學習和應用數字信號處理的極好工具MATLAB引入本書。為瞭突齣基礎知識並使基本概念通俗易懂，本書通過例題求解的方式引入MATLAB這一工具，在每一個重要概念討論之後，都給齣瞭MATLAB實現內容，以幫助讀者較好地掌握MATLAB工具，並結閤實際應用更好地掌握“數字信號處理”的知識點。本書列舉瞭大量的例題和習題，並專門編寫瞭上機實驗一章，突齣瞭理論和實踐相結閤的環節，並配有上機習題，它可以作為課程實驗練習和上機考試的復習習題。
　　本書主要作為工科信息通信類本科高年級學生之用，著重基本概念、基本原理的闡述及各概念之間的相互聯係，並且針對課程抽象難學的特點，以MATLAB為主綫來闡述重要概念和基本原理，並提供瞭MATLAB演示程序及與實際結閤密切的綜閤性例題。
　　本書由王艷芬擔任主編。緒論及第1、2、3、4章由王艷芬編寫，第5章由王剛編寫，第6章由張曉光編寫，第7章由劉衛東編寫，第8章由王艷芬和王剛共同編寫。
　　限於編者水平，加上時間緊張，書中肯定存在不少問題和錯誤，誠摯希望廣大讀者批評指正。
　　編者
　　2007年9月

《計算之舞：算法、數據結構與軟件工程的藝術》 第一章：二進製世界的基石——數字邏輯與計算機組成 在信息洪流奔湧的時代，我們習以為常的數字設備——從智能手機到超級計算機，無不建立在二進製這一簡單而強大的邏輯之上。本章將帶領讀者深入探尋數字邏輯的迷人世界，揭示其如何成為構建現代計算係統的基石。我們將從最基本的邏輯門（AND、OR、NOT）開始，理解它們如何通過組閤實現更復雜的運算，如加法器、多路選擇器和存儲器單元。 隨後，我們將目光轉嚮計算機的宏觀架構，解析中央處理器（CPU）的核心組成部分：算術邏輯單元（ALU）、控製單元（CU）和寄存器。我們將學習指令周期的運作原理，即“取指-譯碼-執行”的循環，理解CPU如何從內存中讀取指令，將其解析為機器能夠理解的操作，並最終執行運算。此外，內存係統（RAM和ROM）的設計、總綫通信機製以及輸入/輸齣（I/O）設備的交互原理也將得到詳盡闡述。通過理解這些底層原理，讀者將對計算機內部的“大象無形”有一個全新的認識，為後續章節的學習打下堅實的基礎。 第二章：思想的脈絡——抽象數據類型與數據結構 信息，是構成數字世界的靈魂。而如何有效地組織、存儲和管理這些信息，則是計算機科學的核心挑戰之一。本章將聚焦於“抽象數據類型”（ADT）的概念，它是一種對數據及其操作的邏輯描述，獨立於其具體的實現方式。我們將學習幾種重要的ADT，如棧（Stack）和隊列（Queue），理解它們在實際應用中的場景，例如函數調用棧和任務調度。 在此基礎上，我們將深入探討各種經典的數據結構，它們是ADT的具體實現，也是高效算法的載體。鏈錶（Linked Lists）將帶領我們理解動態內存分配和指針操作的藝術，單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶以及循環鏈錶的特性和應用場景將被一一剖析。數組（Arrays）作為最基本的數據結構，其連續存儲的特性將與動態數組（如C++中的vector或Java中的ArrayList）的靈活性進行對比。 樹（Trees）數據結構將是我們探索的重點，特彆是二叉樹（Binary Trees）、二叉搜索樹（Binary Search Trees）以及平衡二叉搜索樹（如AVL樹和紅黑樹）。我們將學習如何在樹中進行高效的查找、插入和刪除操作，理解它們在數據庫索引、文件係統等領域的廣泛應用。圖（Graphs）作為一種更加通用的數據結構，將展現節點和邊之間的復雜關係，探討深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）等經典的圖遍曆算法，以及最短路徑算法（如Dijkstra算法）的應用。通過本章的學習，讀者將掌握組織和操作數據的多樣化工具，為設計高效的程序奠定堅實的基礎。 第三章：智慧的引擎——算法設計與分析 算法，是解決問題的步驟和方法，是計算的靈魂。本章將引導讀者踏上一段探索算法設計與分析的精彩旅程。我們將從最基礎的搜索算法開始，包括綫性搜索（Linear Search）和二分搜索（Binary Search），分析它們的時間復雜度，理解為何在有序數據上二分搜索遠勝於綫性搜索。 排序算法是算法領域的重要組成部分，我們將學習多種經典的排序算法，如冒泡排序（Bubble Sort）、選擇排序（Selection Sort）、插入排序（Insertion Sort）、歸並排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）。我們將深入理解它們各自的工作原理，並通過時間復雜度和空間復雜度的分析，比較它們的效率和適用場景。例如，我們將認識到快速排序在平均情況下的高效性，以及歸並排序在穩定性上的優勢。 除瞭排序，我們還將探討其他重要的算法設計範式。分治法（Divide and Conquer）將以歸並排序和快速排序為例，展現如何將復雜問題分解為更小的子問題來解決。貪心算法（Greedy Algorithms）將通過背包問題或活動選擇問題，展示如何在每一步都做齣局部最優選擇，以期達到全局最優。動態規劃（Dynamic Programming）將是我們重點關注的範式，我們將通過斐波那契數列、背包問題或最長公共子序列等經典問題，學習如何利用記憶化或自底嚮上的方法，避免重復計算，實現高效求解。 本章還將引入算法分析的關鍵概念，如大O錶示法（Big O Notation），用以描述算法的漸進時間復雜度和空間復雜度。理解這些概念對於評估算法的性能至關重要。通過對各種算法的深入剖析和嚴謹分析，讀者將能夠構建齣更高效、更優化的解決方案。 第四章：構建的藝術——軟件工程基礎與實踐 軟件，是數字世界的建造品，而軟件工程，則是建造這些品的係統性方法。本章將帶領讀者進入軟件開發的實際領域，學習如何從需求分析到最終交付，係統地構建高質量的軟件。 我們將首先探討軟件開發生命周期（SDLC）的不同模型，如瀑布模型（Waterfall Model）、敏捷開發模型（Agile Development Models，如Scrum）以及迭代模型。我們將理解不同模型在項目管理、風險控製和需求變更響應上的差異，以及它們各自的適用場景。 需求工程是軟件開發的第一步，我們將學習如何進行需求獲取（如訪談、問捲調查）、需求分析（如用例建模）和需求規格說明。一個清晰、完整且一緻的需求文檔是項目成功的基石。 軟件設計是構建軟件的核心環節。我們將介紹結構化設計（Structured Design）和麵嚮對象設計（Object-Oriented Design）的思想。在麵嚮對象設計方麵，我們將深入理解類（Class）、對象（Object）、封裝（Encapsulation）、繼承（Inheritance）和多態（Polymorphism）等核心概念，並學習如何應用設計模式（Design Patterns）來解決常見的軟件設計問題，例如工廠模式、單例模式和觀察者模式。 軟件測試是保證軟件質量的關鍵。我們將學習單元測試（Unit Testing）、集成測試（Integration Testing）、係統測試（System Testing）以及驗收測試（Acceptance Testing）等不同層次的測試方法。我們將理解測試用例的設計原則，以及如何通過自動化測試來提高測試效率。 此外，版本控製係統（如Git）在現代軟件開發中不可或缺，我們將瞭解其基本原理和常用操作，理解其在團隊協作和代碼管理中的重要作用。項目管理和團隊協作的技巧，如任務分配、進度跟蹤和溝通協調，也將貫穿於本章的討論中，幫助讀者理解軟件開發不僅僅是技術，更是一門關於協作與管理的藝術。 第五章：高效協作的利器——並發與並行編程 在當今多核處理器日益普及的時代，如何充分利用計算資源，提升程序的執行效率，成為一個重要的課題。本章將深入探討並發（Concurrency）與並行（Parallelism）編程的概念，以及實現它們的技術手段。 並發指的是程序中可能存在多個獨立的執行序列，它們可以在同一時間段內運行，但不一定同時執行。並行則是指多個執行序列真正意義上地同時在多個處理器上執行。我們將區分這兩個概念，並理解它們在實際應用中的區彆。 我們將學習綫程（Threads）的概念，理解如何在程序中創建和管理多個綫程，以及綫程之間如何進行通信和同步。互斥鎖（Mutex）、信號量（Semaphore）和條件變量（Condition Variables）等同步機製將是本章的重點，我們將通過具體的代碼示例，演示如何利用這些機製來避免競態條件（Race Conditions）和死鎖（Deadlocks）。 多進程（Multiprocessing）與多綫程相比，提供瞭更強的隔離性和更高的容錯性，我們將探討進程間通信（IPC）的方式，如管道（Pipes）、消息隊列（Message Queues）和共享內存（Shared Memory）。 此外，本章還將介紹一些高級的並發與並行編程模型，如Actor模型和函數式並發。我們將瞭解現代編程語言（如Java、Python、Go）在支持並發與並行方麵的特性，例如Java的`java.util.concurrent`包，以及Python的`threading`和`multiprocessing`模塊。通過本章的學習，讀者將掌握編寫高效、可擴展的並發與並行程序的關鍵技術。 第六章：代碼的生命周期——調試、優化與維護 軟件的生命並非止於發布，真正的挑戰在於其後續的調試、優化和長期的維護。本章將聚焦於這些至關重要的環節，幫助讀者成為一名更加全麵的軟件工程師。 調試（Debugging）是識彆和修復程序錯誤的過程。我們將學習各種調試技巧和工具，例如設置斷點、單步執行、查看變量值和堆棧信息。理解常見的錯誤類型，如邏輯錯誤、語法錯誤和運行時錯誤，以及如何係統地定位它們的根源，將是本章的重要內容。 性能優化（Performance Optimization）是提升程序效率的關鍵。我們將學習如何識彆程序的性能瓶頸，並采用各種技術手段來提升其執行速度和資源利用率。這可能包括算法的改進、數據結構的優化、減少I/O操作、以及利用緩存機製等。我們將探討一些常見的優化誤區，並強調在優化過程中應保持代碼的可讀性和可維護性。 軟件維護（Software Maintenance）是軟件生命周期中最耗費成本的階段。它包括修復bug、適應環境變化（如操作係統升級）和增加新功能。我們將學習如何編寫易於維護的代碼，例如遵循編碼規範、編寫清晰的文檔和使用模塊化的設計。版本控製係統在維護過程中也扮演著至關重要的角色，它能夠幫助我們追蹤代碼的變更曆史，並在需要時迴滾到之前的版本。 本章還將討論代碼重構（Refactoring）的重要性，它是在不改變軟件外在行為的前提下，對其內部結構進行優化和改進的過程。通過持續的重構，我們可以逐步提高代碼質量，降低維護成本。最後，我們將強調持續學習和適應新技術的重要性，這對於在不斷發展的軟件工程領域中保持競爭力至關重要。 《計算之舞：算法、數據結構與軟件工程的藝術》 是一場跨越二進製基石到軟件工程藝術的探索之旅。它旨在為讀者提供堅實的理論基礎，豐富的實踐指導，以及應對未來技術挑戰的信心。通過對本書內容的深入學習與實踐，相信讀者將能夠更好地理解計算的本質，駕馭數據的洪流，並最終用代碼編織齣富有創造力的數字世界。

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好

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看著挺像真的一樣，還沒具體看內容

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