信息工程概論

內(nèi)容概要

　　本書是為全國(guó)高等院校“信息與計(jì)算科學(xué)”專業(yè)本科生編寫的教材，主要從“大科學(xué)”角度闡述了當(dāng)代信息工程的若干代表性領(lǐng)域、相關(guān)基本問題、基本理論、基本模型與基本方法．主要內(nèi)容包括：緒論、通信系統(tǒng)原理、時(shí)頻分析、數(shù)字圖像處理概述、模式識(shí)別、自動(dòng)控制與系統(tǒng)辨識(shí)、信息加密與信息安全、數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)等．全書各章內(nèi)容獨(dú)立，可由教師在講授中靈活取舍．第2章后各章末均配有習(xí)題，可供學(xué)生選做．
　　本書除可作為高等院?！靶畔⑴c計(jì)算科學(xué)”專業(yè)本科生教材使用外，也?供應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、信息工程、管理工程類各專業(yè)的教師、研究生與高年級(jí)本科生參考．

書籍目錄

第1章　緒論
　1.1信息科學(xué)與信息工程
　　1.1.1信息科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史
　　1.1.2信息科學(xué)的概念、特征與描述
　　1.1.3信息科學(xué)方法論
　1.2信息技術(shù)
　　1.2.1信息技術(shù)的定義和基本內(nèi)容
　　1.2.2信息技術(shù)體系的層次關(guān)系
　　1.2.3信息技術(shù)與數(shù)學(xué)
　　參考文獻(xiàn)
第2章　通信系統(tǒng)原理
　2.1引論
　　2.1.1通信系統(tǒng)的一般概念
　　2.1.2通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)
　2.2模擬信號(hào)的調(diào)制和數(shù)字化
　　2.2.1模擬信號(hào)的幅度調(diào)制與解調(diào)
　　2.2.2非線性調(diào)制與解調(diào)
　　2.2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化
　　2.2.4復(fù)用技術(shù)及其應(yīng)用
　2.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸
　　2.3.1數(shù)字基帶信號(hào)的時(shí)域波形
　　2.3.2數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜特性
　　2.3.3無碼間串?dāng)_的基帶傳輸
　　2.3.4無碼間串?dāng)_基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能
　2.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸
　　2.4.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制
　　2.4.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的抗噪性能
　2.5評(píng)述與展望
　　2.5.1現(xiàn)代通信技術(shù)概要
　　2.5.2現(xiàn)代通信理論的未來
　　習(xí)題
　　參考文獻(xiàn)
第3章　時(shí)頻分析
　3.1引論
　　3.1.1時(shí)頻分析的意義
　　3.1.2信號(hào)的時(shí)頻表示
　　3.1.3時(shí)頻基函數(shù)
　3.2短時(shí)傅里葉變換
　　3.2.1短時(shí)傅里葉變換的定義與性質(zhì)
　　3.2.2短時(shí)傅里葉變換的時(shí)間分辨率與頻率分辨率
　　3.2.3離散短時(shí)傅里葉變換
　3.3gabor展開
　　3.3.1連續(xù)gabor展開
　　3.3.2離散gabor展開
　3.4wigrier-ville分布
　　3.4.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)的wigner-ville分布
　　3.4.2 wigner-ville分布的變型
　　3.4.3離散wigner-ville分布
　3.5小波分析
　　3.5.1連續(xù)小波變換
　　3.5.2小波框架
　　3.5.3多分辨分析
　3.6評(píng)述與展望
　　習(xí)題
　　參考文獻(xiàn)
第4章　數(shù)字圖像處理概述
　4.1數(shù)字圖像的基本概念
　　4.1.1模擬圖像的數(shù)字化
　　4.1.2鄰域、距離
　　4.1.3連通性
　4.2圖像增強(qiáng)
　　4.2.1直方圖
　　4.2.2基本強(qiáng)度變換
　　4.2.3直方圖處理技術(shù)
　4.3圖像?復(fù)
　　4.3.1圖像退化與恢復(fù)模型
　　4.3.2算術(shù)均值濾波器
　　4.3.3中值濾波器
　　4.3.4維納濾波
　4.4圖像分割
　　4.4.1邊緣檢測(cè)
　　4.4.2邊緣連接
　　4.4.3閾值分割方法
　4.5數(shù)字圖像壓縮編碼基礎(chǔ)
　　4.5.1圖像壓縮的必要性
　　4.5.2圖像壓縮編碼方法的分類
　　4.5.3圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)
　4.6圖像變換編碼
　　4.6.1k-l變換
　　4.6.2離散余弦變換(dct)
　4.7基本jpeg編解碼方法
　4.8評(píng)述與展望
　　習(xí)題
　　參?文獻(xiàn)
第5章　模式識(shí)別
　5.1模式識(shí)別概論
　　5.1.1模式識(shí)別問題
　　5.1.2模式識(shí)別系統(tǒng)
　　5.1.3模式識(shí)別方法
　5.2統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法
　　5.2.1判別函數(shù)分類方法
　　5.2.2bayes決策
　　5.2.3密度函數(shù)的估計(jì)及其判別函數(shù)
　　5.2.4非參數(shù)方法與近鄰估計(jì)
　5.3模糊模式識(shí)別方法
　　5.3.1模糊集與模糊關(guān)系
　　5.3.2基于模糊等價(jià)關(guān)系的分類
　　5.3.3基于模糊相似關(guān)系的分類
　5.4評(píng)述與展望
　　習(xí)題
　　參考文獻(xiàn)
第6章　自動(dòng)控制與系統(tǒng)辨識(shí)
　6.1引論
　　6.1.1自動(dòng)控制問題
　　6.1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成
　6.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本模型與基本問題
　　6.2.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
　　6.2.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本問題
　　6.2.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與綜合
　6.3控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、能控性與能觀性的判定
　　6.3.1穩(wěn)定性判據(jù)
　　6.3.2能控性判據(jù)
　　6.3.3能觀性判據(jù)
　6.4最優(yōu)控制
　6.5系統(tǒng)辨識(shí)
　　6.5.1基本問題
　　6.5.2線性離散定常系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)
　　6.5.3線性離散定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)辨識(shí)
　6.6評(píng)述與展望
　　習(xí)題
　　參考文獻(xiàn)
第7章　信息加密與信息安全
　7.1信息加密／解密的基本原理
　　7.1.1信息安全的基本問題
　　7.1.2密碼體制
　　7.1.3完善保密性
　　7.1.4密碼體制的安全性
　7.2信息加密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
　　7.2.1群、環(huán)和域
　　7.2.2模n的剩余類環(huán)zn
　　7.2.3有限域gf(pn)
　7.3序列密碼
　　7.3.1序列密碼的工作方式
　　7.3.2偽隨機(jī)序列
　　7.3.3線性反饋移位寄存器序列
　　7.3.4b-m算法、線性復(fù)雜度與密鑰流發(fā)生器
　7.4分組密碼
　　7.4.1分組密碼的工作原理
　　7.4.2 des算法
　　7.4.3 aes算法
　　7.4.4分組密碼的安全性
　7.5公鑰密碼
　　7.5.1公鑰密碼的主要思想
　　7.5.2 rsa算法
　　7.5.3橢圓曲線密碼
　7.6評(píng)述與展望
　　習(xí)題
　　參考文獻(xiàn)
第8章　數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)
　8.1數(shù)據(jù)挖掘問題
　　8.1.1知識(shí)發(fā)現(xiàn)與知識(shí)工程
　　8.1.2數(shù)據(jù)挖掘的核心問題
　　8.1.3意義與困難
　8.2數(shù)據(jù)挖掘的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
　　8.2.1聚類分析
　　8.2.2分類與回歸分析
　　8.2.3探索性數(shù)據(jù)分析
　8.3數(shù)據(jù)挖掘的機(jī)器學(xué)習(xí)方法
　　8.3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
　　8.3.2決策樹方法
　　8.3.3模糊系統(tǒng)方法
　8.4評(píng)述與展望
　　習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　20世紀(jì)60年代以來，如大型電力系統(tǒng)、化工聯(lián)合企業(yè)、鋼鐵聯(lián)合企業(yè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等大系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)。高性能大型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)為這些大系統(tǒng)的研究提供了條件，因而又推動(dòng)控制理論朝著大系統(tǒng)理論發(fā)展。60～70年代I.Lefkowitz和M.Mesarovic建立了將大系統(tǒng)分解成子系統(tǒng)的理論，提出了大系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)和多級(jí)結(jié)構(gòu)，并建立了大系統(tǒng)分散控制的次優(yōu)控制理論與方法?！　〈笙到y(tǒng)理論的價(jià)值與意義在于對(duì)大系統(tǒng)問題提出了優(yōu)化控制策略，通過分解一協(xié)調(diào)，使優(yōu)化調(diào)度和控制能在較短時(shí)間內(nèi)確定出最優(yōu)控制方案，使在線求取大系統(tǒng)優(yōu)化解成為可能。大系統(tǒng)理論目前已廣泛應(yīng)用于大型化工企業(yè)、鋼鐵企業(yè)及眾多社會(huì)經(jīng)濟(jì)大系統(tǒng)的優(yōu)化管理等領(lǐng)域，已經(jīng)和正在產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。　　長(zhǎng)期以來，自動(dòng)控制科學(xué)對(duì)整個(gè)科學(xué)技術(shù)的理論發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，并為人類社會(huì)帶來了巨大利益。在自動(dòng)控制發(fā)展的現(xiàn)階段，由于計(jì)算機(jī)、人工智能和超大規(guī)模集成電路等科學(xué)技術(shù)問的相互影響和相互作用，也由于空間技術(shù)、海洋技術(shù)和機(jī)器人等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及離散事件驅(qū)動(dòng)、信息高速公路、非傳統(tǒng)模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等基本概念的形成和時(shí)代進(jìn)程的推動(dòng)，自動(dòng)控制正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。　　這些面臨挑戰(zhàn)的控制領(lǐng)域包括：多變量魯棒控制、自適應(yīng)控制、高度非線性控制、多因素或分散隨機(jī)控制、時(shí)空分布參數(shù)系統(tǒng)控制、含有離散變量和離散事件的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制、分布信息處理及決策結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計(jì)方法、控制系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)等。這些領(lǐng)域所希望解決的問題，廣泛地來源于國(guó)防建設(shè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的工程實(shí)際。例如，航天器和水下運(yùn)動(dòng)載體的姿態(tài)控制、先進(jìn)飛機(jī)的自主控制、空中交通控制、汽車自動(dòng)駕駛控制和多模態(tài)控制、機(jī)器人和機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)和作業(yè)控制、計(jì)算機(jī)集成與柔性加工控制、高速計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、基于計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別的在線控制以及電力系統(tǒng)和其他系統(tǒng)或設(shè)備的故障自動(dòng)檢測(cè)、診斷與自動(dòng)恢復(fù)等。 　　……

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