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出版者:科学出版社

作者:吴群 吴坚

出品人:

页数:242

译者:

出版时间:2003-3

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787030110787

丛书系列:

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电子信息工程学：原理、设计与应用 图书简介 一、 概述与定位 本书旨在全面、系统地介绍电子信息工程领域的核心原理、关键技术、系统设计方法以及前沿应用。不同于侧重于语言学习或特定软件工具的书籍，《电子信息工程学：原理、设计与应用》 聚焦于信息获取、处理、传输与存储的物理基础和工程实现。本书面向对象为电子信息工程、通信工程、微电子学、自动化以及相关交叉学科的高年级本科生、研究生，以及致力于系统级研发的工程师和技术人员。 全书构建了一个从基础理论到复杂系统实现的完整知识体系，强调理论深度与工程实践的紧密结合。它不仅阐述了“是什么”和“为什么”，更深入探讨了“如何做”和“如何优化”。 二、 核心内容模块详解 本书内容结构划分为六大核心板块，循序渐进地构建读者的专业认知框架： 模块一：信息论与编码基础 (Information Theory and Coding Fundamentals) 本模块奠定信息处理的数学基石。 1. 信息度量与熵： 详细解析香农信息量的定义、自信息、联合熵、条件熵、互信息等核心概念，并探讨其在信息论中的重要性。 2. 信源编码： 深入讲解无损压缩技术，包括霍夫曼编码、算术编码（Arithmetic Coding）的原理、效率分析与实现细节。针对多媒体应用，简要介绍基于模型的统计编码方法。 3. 信道容量与噪声模型： 阐述香农-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem），分析加性高斯白噪声（AWGN）信道、离散无记忆信道等典型信道模型，理解信道容量的物理限制。 4. 信道编码： 重点剖析纠错编码技术。包括线性分组码（如汉明码、循环冗余校验码CRC），以及卷积码和Turbo码、LDPC码等现代高性能信道编码的结构、代数译码和概率译码算法（如软判决译码）。 模块二：信号与系统分析 (Signal and System Analysis) 本模块是理解电子系统动态特性的关键。 1. 连续时间与离散时间信号： 信号的分类、表示法（傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换）的推导与应用。侧重于信号在不同域（时域、频域）的特性分析。 2. 线性时不变（LTI）系统： LTI系统的微分/差分方程表示、卷积积分/和的计算，以及系统频率响应函数的物理意义。 3. 采样与重建理论： 详细探讨奈奎斯特采样定理，分析欠采样、过采样现象及其对信号恢复的影响。介绍理想低通滤波器与实际滤波器在信号重建中的作用。 4. 随机信号处理导论： 随机过程的基本概念（平稳性、遍历性），自相关函数与功率谱密度（PSD）的定义和维纳-辛钦定理（Wiener-Khinchin Theorem）。 模块三：模拟电子电路设计 (Analog Circuit Design) 本模块关注信息的连续处理单元。 1. 半导体器件基础： 深入分析PN结、双极性晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的工作原理、I-V特性曲线，并建立其等效电路模型。 2. 晶体管放大器设计： 偏置电路设计、小信号分析、共源/共基/共射极放大器的增益、输入/输出阻抗计算，以及多级放大器的频率响应分析（开环与闭环频率特性）。 3. 反馈与稳定性： 负反馈的原理、不同反馈组态（串联、并联）对电路性能（增益、带宽、失真）的影响，以及Barkhausen判据在振荡器设计中的应用。 4. 运算放大器（Op-Amp）应用： 理想Op-Amp模型推导，经典电路（积分器、微分器、有源滤波器）的设计与非理想效应分析。 模块四：数字电子与逻辑设计 (Digital Electronics and Logic Design) 本模块覆盖信息的离散处理核心。 1. 数制与逻辑代数： 二进制、十六进制等数制的转换，布尔代数的基本运算与卡诺图（Karnaugh Map）化简法。 2. 组合逻辑电路： 深入设计与分析多路复用器（MUX）、译码器、加法器、ALU等，并探讨竞争与冒险现象的消除。 3. 时序逻辑电路： 触发器（锁存器、D触发器、JK触发器、T触发器）的工作原理，以及寄存器、移位寄存器和计数器（异步/同步）的设计。 4. 可编程逻辑器件（PLD）： 简要介绍PAL、GAL、FPGA的基本结构和硬件描述语言（如VHDL/Verilog）在系统级描述中的应用。 模块五：通信系统原理 (Communication System Principles) 本模块是信息传输的核心工程实践。 1. 调制技术： 模拟调制： 调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）的产生、解调原理及抗噪声性能比较。 数字调制： 重点分析数字基带传输（PCM、DPSK），以及数字带通传输中的关键技术，如ASK、FSK、PSK（BPSK, QPSK）和MPSK/MQAM的星座图、功率谱、误码率（BER）性能。 2. 噪声与性能分析： 计算不同调制方式下的信噪比（SNR）和误码率的理论表达式，并分析多径效应和衰落对系统性能的影响。 3. 多址接入技术： 简要介绍频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）的基本原理及其在蜂窝通信中的应用。 模块六：嵌入式系统与硬件接口 (Embedded Systems and Hardware Interfacing) 本模块连接软件算法与物理世界。 1. 微处理器/微控制器架构： 介绍CPU的基本结构（指令集、流水线），存储器层次结构（Cache、DRAM），以及I/O端口的寻址方式。 2. 数据采集系统（DAQ）： 详细讲解模/数转换器（ADC）的线性度、分辨率、转换时间，以及反馈控制系统中的数/模转换器（DAC）的应用。 3. 总线与接口标准： 介绍工业和嵌入式领域常见的通信协议，如SPI、I2C、UART，并探讨其在传感器数据高速采集中的配置与时序要求。 4. 实时操作系统（RTOS）基础： 任务调度、中断处理和资源互斥机制（如信号量、互斥锁）在控制系统中的作用。 三、 本书特色与学习导向 1. 理论与实践的平衡： 每章理论推导后紧跟工程实例分析，例如利用Matlab/Simulink或SPICE仿真工具对特定电路或通信链路进行建模和性能验证。 2. 强调数学物理基础： 所有工程结论均有严格的数学推导支撑，确保读者对底层机制有深刻理解，而非停留在公式套用层面。 3. 现代系统视角： 内容紧密围绕现代电子信息系统的关键瓶颈（如功耗优化、高速传输、抗干扰能力），引导读者思考未来技术发展方向。 4. 丰富的习题与案例： 书末提供大量的思考题、设计题和仿真验证任务，旨在巩固理论知识，培养实际工程设计能力。 通过学习本书，读者将能够独立分析复杂的电子信息系统，掌握从器件选择、电路设计到系统集成与性能评估的全流程工程技能。

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我是一个对系统底层架构充满好奇心的学习者，这本书在“操作系统”和“计算机网络”这两个核心领域的结合处理上，展现了非凡的功力。它没有将网络协议栈和操作系统内核的I/O处理割裂开来，而是将其视为一个连续的整体来剖析数据包从网卡到应用层缓冲区经历的完整旅程。例如，书中详细描绘了TCP拥塞控制算法从慢启动到快速恢复的每一个状态转换，并结合了Linux内核源码中的相应数据结构进行对比说明，这种跨学科的整合分析，是我在其他教材中从未见过的。它极大地拓宽了我对“延迟”和“吞吐量”瓶颈的认识。此外，书中对“虚拟化技术”的介绍也极为精辟，它不仅解释了Hypervisor的工作原理，还深入探讨了KVM与VMware在资源隔离和性能开销上的核心差异，并附带了实验性的性能测试数据作为支撑，使得抽象的概念变得可量化、可验证。这本书的排版设计简洁大方，大量的代码示例都经过了精心选择和注释，确保了代码片段的最小化和最大化解释性，非常适合动手实践的读者。它真正做到了“知其然，更知其所以然”。

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这本书最让我感受到震撼的是它对“数据结构与算法”的“现代应用视角”。传统的算法书往往停留在理论证明和复杂度分析上，而这本书则聚焦于如何在海量数据背景下优化这些经典结构。例如，在讲解B树和B+树时，作者将重点放在了它们在磁盘I/O效率上的优势，并对比了SSD和传统HDD对索引结构带来的影响，这个角度非常贴合当下的存储技术发展。对于图算法，书中没有浪费篇幅在基础的DFS/BFS上，而是直接切入了社区发现和网络流分析的复杂应用，并给出了使用并行计算框架（如Spark GraphX）的实现思路框架。我特别喜欢作者对“算法的局限性”的坦诚讨论，它没有把算法神化，而是指出了NP难问题在实际工程中的应对策略，比如启发式搜索和近似算法的选择与取舍。书中对“时间复杂度”和“空间复杂度”的分析也更具现实意义，它不再仅仅是O(n)，而是会结合现代CPU缓存层次结构来分析实际的“常数因子”对性能的影响。这本书的行文流畅，逻辑严密，读起来酣畅淋漓，仿佛是和一位顶级算法工程师进行了一场高水平的思维碰撞，让人对基础知识有了更深层次的敬畏与理解。

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这本书的视角非常独特，它巧妙地在“理论基石”和“新兴技术热点”之间架起了一座坚固的桥梁。我之前在学习编译原理时总是感到抓不住重点，枯燥的词汇和复杂的转换过程让人望而却步。然而，这本书在阐述“词法分析”和“语法分析”时，引入了游戏引擎脚本解析的例子，将抽象的正则表达和上下文无关文法，具象化为游戏角色的动作指令解析过程，一下子就清晰了。这种“用趣味解释复杂”的处理方式贯穿全书。更让我惊喜的是，它对“分布式系统一致性模型”的讲解。不同于其他书籍只是罗列Paxos或Raft算法的步骤，这本书通过一个虚拟的跨国银行交易系统面临的挑战，逐步推导出为什么需要强一致性、最终一致性以及它们的权衡，这种“问题驱动学习法”极大地提高了我的理解深度。书中对“性能调优”部分的讨论也极其深入，它没有停留在JVM参数的表面调整，而是深入到了操作系统内核调度和内存管理的层面，给出了针对性的诊断工具和分析思路。这本书的语言风格非常沉稳有力，用词精准，绝不拖泥带水，每一句话似乎都经过了深思熟虑，为读者提供了极高的信息密度和知识价值。

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这本书真是让人耳目一新，拿到手里的时候，我还以为这会是另一本枯燥乏味的工具书，结果翻开第一页就被作者的叙事方式吸引住了。它没有像传统教材那样堆砌晦涩难懂的术语，而是巧妙地将复杂的概念融入到一个个生动有趣的故事场景中。比如，在讲解“面向对象编程”时，作者并没有直接抛出定义，而是描述了一个小型软件公司内部的项目协作过程，通过角色的分配和任务的流转，读者可以非常直观地理解什么是封装、继承和多态。我特别欣赏作者对“技术伦理”这部分的探讨，它并非空泛的说教，而是结合了当下热门的人工智能和大数据应用的真实案例，引导我们思考技术背后的社会责任。阅读过程中，我感觉自己更像是在和一个经验丰富的行业前辈进行深度交流，而不是在被动接受知识灌输。书中的图表设计也十分考究，那些流程图和架构示意图逻辑清晰，配色和谐，大大减轻了视觉负担，让我能更专注于理解核心内容。特别是关于最新Web框架迭代的那一章，作者的洞察力非常敏锐，预测了几个关键技术的发展趋势，这对于我们这些需要紧跟行业前沿的从业者来说，无疑是一份宝贵的参考资料。总而言之，这本书在保持专业深度的同时，极大地提升了阅读的愉悦感和实践指导性，是近年来我读过的最棒的专业读物之一。

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说实话，我本来对这类偏向“软件工程”实践的书籍持保留态度，因为很多同类作品往往过于理论化，脱离实际开发环境。但是，这本书完全颠覆了我的预期。它最出彩的地方在于其对“敏捷开发”流程的细致剖析。作者似乎将自己多年来踩过的所有“坑”都写了进去，从初次面对需求变更的慌乱，到后期项目蔓延的窘境，每一步都配有详尽的反思和可操作的解决方案。我尤其喜欢它对“代码重构”的讲解，它不是简单地列举一些重构手法，而是构建了一个“重构的心理学”框架，解释了为什么开发者常常抗拒重构，以及如何通过循序渐进的文化建设来克服这种阻力。书中对“自动化测试”的篇幅也相当扎实，它区分了单元测试、集成测试和端到端测试的应用场景和投入产出比，避免了那种“为了测试而测试”的倾向。读完后，我立刻在团队内部推行了书中提到的“三日迭代周期”策略，效果立竿见影，团队的响应速度明显提升。这本书的排版设计也十分人性化，大量的边注提供了补充性的工具链接和学术论文引用，为有进一步研究兴趣的读者铺设了清晰的进阶路径。它不仅仅是一本书，更像是一本高浓缩的“项目经理与资深架构师的实战手册”。

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