信號(hào)與系統(tǒng)

前言

　　“信號(hào)與系統(tǒng)”是電子信息學(xué)科相關(guān)專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)通信工程、電子信息工程、電氣工程及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等理工科大學(xué)生的知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著重要和深刻的影響，在躍升高學(xué)位的本科生的知識(shí)構(gòu)成中具有不可替代的作用。?　　“信號(hào)與系統(tǒng)”的特點(diǎn)，首先是理論性比較強(qiáng)，這也是本課程地位和重要性的一個(gè)佐證。學(xué)生必須認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，在學(xué)習(xí)中是不能回避的。只有做到對(duì)課程中主要物理概念和數(shù)學(xué)概念的深刻理解，才能進(jìn)入課程的自由天地。?　　目前，本課程國內(nèi)教材的普遍結(jié)構(gòu)是以系統(tǒng)分析為主線，并在各章中插入有關(guān)信號(hào)部分的內(nèi)容。為了加強(qiáng)信號(hào)分析和系統(tǒng)分析二者的完整性和系統(tǒng)性，本書將此結(jié)構(gòu)做了改變，把有關(guān)信號(hào)的內(nèi)容集中放在前5章，而將系統(tǒng)分析內(nèi)容集中在后面。全書分為兩篇共12章，其中信號(hào)篇內(nèi)容包括信號(hào)分析的基礎(chǔ)知識(shí)、信號(hào)的線性變換（傅里葉變換，拉普拉斯變換和Z變換）和信號(hào)相關(guān)分析原理等；系統(tǒng)篇主要內(nèi)容是連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的分析方法，包括時(shí)域法和變換域法，DFT在離散系統(tǒng)分析中的應(yīng)用，以及系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析法。每章都配有一定數(shù)量的習(xí)題，并在書后給出了參考答案。?　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，也在一定程度上反映到本課程教與學(xué)的各個(gè)方面。本教材第1、2版在哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版，歷經(jīng)過18年使用和11次印刷。本次第3版是在前兩版教材使用的基礎(chǔ)上，聽取同行專家和廣大讀者的意見修訂而成的。具體內(nèi)容做了如下改動(dòng)。?　?。?） 將原第5章信號(hào)相關(guān)分析的內(nèi)容按時(shí)域或頻域分別作為第1章和第2章的相應(yīng)部分。?　?。?） 將原第11章快速傅里葉變換變?yōu)榈?章，并在內(nèi)容上做了精簡。?　?。?） 對(duì)拉普拉斯變換的終值定理，在敘述上做些變動(dòng)，并增加了例題。?　?。?） 為提高教學(xué)效率，使學(xué)生適應(yīng)計(jì)算機(jī)環(huán)境，增加了運(yùn)用MATLAB分析信號(hào)與系統(tǒng)的一章內(nèi)容。?　?。?） 關(guān)于第1章中討論的復(fù)變函數(shù)的正交條件，為簡化正文篇幅，將其作為附錄，放在書后。?　　本書可作為通信工程、電子工程、信息處理、電子儀器與測量和衛(wèi)星工程等專業(yè)本科生的教科書。對(duì)其他需要開設(shè)本課的專業(yè)（如計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)電等），根據(jù)其不同深度的要求可以選學(xué)書中的某些內(nèi)容。建議做如下兩種內(nèi)容編排：（1）學(xué)習(xí)第1、2、3、4、6、7、8、9、10章；（2）只學(xué)習(xí)第1、2、3、6、7、8章，不涉及離散信號(hào)與系統(tǒng)的內(nèi)容。?　　本書由王寶祥主編，參加編寫的有張曄、胡航、李紹濱、陳靜、賈曉光、李玉萍等。書中有關(guān)MATLAB部分的前期準(zhǔn)備和文字編寫均由陳靜完成。?　　本教材此次出版得到學(xué)校相關(guān)部門同仁的支持和幫助，特向他們表示衷心的感謝。?　　限于作者水平，書中問題和不妥之處難免，懇請(qǐng)讀者給予批評(píng)指正。請(qǐng)使用如下電子郵件地址聯(lián)系。?

內(nèi)容概要

本書全面系統(tǒng)地論述了信號(hào)與系統(tǒng)分析基礎(chǔ)理論。全書分兩篇共12章，第1章到第5章為信號(hào)篇，內(nèi)容包括信號(hào)分析的基礎(chǔ)知識(shí)，信號(hào)線性變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換和z變換）和快速傅里葉變換等；第6章到第12章為系統(tǒng)篇，主要包括連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的分析方法（時(shí)域法和變換域法）、系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析法及使用MATLAB對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的分析。每章都有一定數(shù)量的習(xí)題，書后給出參考答案?！　”緯梢宰鳛橥ㄐ殴こ?、電子信息工程、電氣工程及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)本科生的教材或教學(xué)參考書，也可供有關(guān)專業(yè)師生和科技人員自學(xué)參考。

書籍目錄

信號(hào)篇——信號(hào)分析與變換　第1章  信號(hào)分析的理論基礎(chǔ)  　1.1  引言　  1.2  信號(hào)的分類  　1.3  信號(hào)的基函數(shù)表示法　  1.4  正交函數(shù)    　1.4.1  正交矢量　 　  1.4.2  正交函數(shù)定義  　  1.4.3  正交函數(shù)集    　1.4.4  完備正交函數(shù)集　  1.5  奇異函數(shù)  　  1.5.1  單位斜坡函數(shù)    　1.5.2  單位階躍函數(shù)　    1.5.3  單位沖激函數(shù)  　  1.5.4  單位沖激偶　  1.6  信號(hào)的時(shí)域分解與變換  　  1.6.1  任意函數(shù)表示為階躍函數(shù)?之和    　1.6.2  任意函數(shù)表示為沖激函數(shù)?之和　    1.6.3  信號(hào)的時(shí)域變換  　1.7  離散時(shí)間信號(hào)——序列　  1.8  信號(hào)的卷積  　  1.8.1  卷積的計(jì)算    　1.8.2  卷積的圖解說明　    1.8.3  卷積的性質(zhì)  　  1.8.4  函數(shù)?f(t)?與沖激函數(shù)或?階躍函數(shù)的卷積　  　1.8.5  卷積積分的數(shù)值計(jì)算  　1.9  信號(hào)的相關(guān)    　1.9.1  信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)　    1.9.2  信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)  　  1.9.3  相關(guān)與卷積的關(guān)系　  習(xí)題1　第2章  傅里葉變換　  2.1  周期信號(hào)的頻譜分析——?傅里葉級(jí)數(shù)　    2.1.1  三角形式的傅里葉級(jí)數(shù)　    2.1.2  指數(shù)傅里葉級(jí)數(shù)　    2.1.3  函數(shù)波形的對(duì)稱性與傅里葉?系數(shù)的關(guān)系　  2.2  典型周期信號(hào)的頻譜　    2.2.1  周期矩形脈沖信號(hào)　    2.2.2  常用周期信號(hào)　  2.3  非周期信號(hào)的頻譜分析——?傅里葉變換　  2.4  典型非周期信號(hào)的頻譜　  2.5  傅里葉變換的性質(zhì)　  2.6  周期信號(hào)的傅里葉變換　    2.6.1  正弦、 余弦信號(hào)的傅里葉?變換　    2.6.2  周期信號(hào)的傅里葉變換　  2.7  抽樣信號(hào)的頻譜　    2.7.1  抽樣信號(hào)的頻譜　    2.7.2  抽樣定理　  2.8  已調(diào)信號(hào)的頻譜　    2.8.1  調(diào)幅信號(hào)的頻譜　    2.8.2  調(diào)角信號(hào)的頻譜　  2.9  信號(hào)的能量譜與功率譜  　  2.9.1  能譜與功率譜　    2.9.2  互能量和互能譜  　  2.9.3  自相關(guān)函數(shù)與能譜和功率譜?的關(guān)系　  習(xí)題2　第3章  拉普拉斯變換　第4章  Z變換　第5章  離散傅里葉變換系統(tǒng)篇——線性系統(tǒng)分析　第6章  連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析　第7章  連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析　第8章  連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析　第9章  離散系統(tǒng)的時(shí)域分析　第10章  離散系統(tǒng)的Z域分析　第11章  系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析法　第12章  運(yùn)用MATLAB分析信號(hào)與系統(tǒng)附錄A  常用周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)表附錄B  常用信號(hào)的傅里葉變換表附錄C  常用數(shù)學(xué)表附錄D  復(fù)函數(shù)的正交條件習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　自20世紀(jì)初開始，摧毀或破壞為軍事力量提供支持的通信、供給和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施便成為一條重要的軍事原則，被認(rèn)為同攻擊軍事力量幾乎同等重要，這是各國大力保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的根本原因。傳統(tǒng)上，各國的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施一般處于對(duì)手能夠作用到的物理范圍之外，而信息時(shí)代的到來則為其潛在對(duì)手提供了全新的選擇，使其基礎(chǔ)設(shè)施正處在若干年前看起來還遙不可及的攻擊方式的危險(xiǎn)之中。導(dǎo)致這一情況出現(xiàn)的根本原因，是信息安全攻擊與防御的非對(duì)稱性?！　?.攻防技術(shù)非對(duì)稱信息技術(shù)屬于高科技技術(shù)，但大量自動(dòng)化攻擊工具的出現(xiàn)，已經(jīng)使得入侵網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)的門檻降到極低。操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件不可避免地存在大量漏洞，雖然根據(jù)業(yè)界的規(guī)則，在補(bǔ)丁程序發(fā)布之前，漏洞信息不會(huì)事先公布于眾，但由于很多網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)疏于及時(shí)更新補(bǔ)丁程序，導(dǎo)致這些網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)存在巨大的安全脆弱性。網(wǎng)絡(luò)的全球互聯(lián)特點(diǎn)，使這些安全脆弱性完全對(duì)全球開放。針對(duì)已知的系統(tǒng)漏洞以及用戶的一些不良使用習(xí)慣（如隨意下載來歷不明的軟件、口令過于簡單等），攻擊者們開發(fā)了很多強(qiáng)有力的攻擊工具，并通過互聯(lián)網(wǎng)廣泛傳播。這些工具使用方便，且往往伴有詳細(xì)的攻擊教程，甚至只掌握初級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的人，都可以依靠這些工具完成復(fù)雜的攻擊行動(dòng)。對(duì)于某些功能特別強(qiáng)大的攻擊軟件，則有人明碼標(biāo)價(jià)公開出售。甚至有攻擊者在使用木馬程序控制別人計(jì)算機(jī)后（受害主機(jī)俗稱“肉雞”）出售對(duì)計(jì)算機(jī)的控制權(quán)?！　　?/pre>








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