通信原理与数据通信 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2007-1

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787111199540

丛书系列:

图书标签:

• 通信原理
• 数据通信
• 信号与系统
• 调制解调
• 信道编码
• 多路复用
• 数字通信
• 模拟通信
• 网络协议
• 通信工程

现代工程实践中的复杂系统分析与优化 图书导读： 在当今技术飞速迭代的时代，无论是航空航天、精密制造，还是金融风控、生物信息学，乃至智慧城市的构建，我们都越来越频繁地面临着对高维度、非线性、时变复杂系统的深入理解与有效控制的需求。本书并非聚焦于单一技术领域，而是致力于构建一套跨学科的、普适性的复杂系统建模、分析与优化理论框架与实用工具集，旨在为工程师、研究人员和决策者提供一套系统性的思维方法论，以应对现实世界中那些远超传统线性方法所能处理的挑战。 本书的结构设计遵循“理论奠基—方法论构建—应用拓展”的逻辑主线，力求在严谨的数学基础上，展现出面向工程实际的强大解释力和预测力。我们深知，一个系统之所以复杂，往往源于其内部元素间错综复杂的相互作用、反馈回路以及对外部环境的敏感性。因此，全书的重点在于如何将这些“黑箱”转化为可量化、可预测的“灰箱”。 第一部分：复杂系统理论的基石与拓扑结构解析 本部分是全书的理论基础，旨在为后续的分析工具打下坚实的地基。我们不会局限于经典的控制论视角，而是引入了网络科学、拓扑数据分析（TDA）以及非平衡态热力学的观点，来刻画复杂系统的内在结构。 1. 系统边界、状态空间与涌现现象的定义： 我们首先严谨地界定“系统”的概念，区分其内部、外部环境以及关键的交互界面。重点探讨了状态空间的非凸性对传统优化算法的挑战，并引入了“涌现”（Emergence）的概念——即部分之和大于整体的现象——并讨论如何通过多尺度分析来捕捉这些宏观行为的起源。 2. 图论与网络拓扑的深度挖掘： 传统的网络分析侧重于度分布和路径长度，本书则深入探讨了小世界效应、无标度特性的工程意义。我们将重点介绍社区发现算法（如Louvain、Infomap）在系统模块化分析中的应用，以及如何利用谱分析来揭示网络的核心结构与信息流的瓶颈。特别地，我们将详细阐述动态网络（Temporal Networks）的概念，如何处理系统随时间演变的连接模式，这对于理解电力系统、交通网络或社交网络的韧性至关重要。 3. 拓扑数据分析（TDA）基础： 引入持久同调（Persistent Homology）这一强有力的几何工具，用于从高维、噪声数据中提取稳健的“形状”特征。我们将展示如何利用持续图（Persistence Diagrams）来量化系统的连通性、洞穴结构和循环模式，这在处理高维传感器数据或材料微观结构分析时表现出极佳的鲁棒性。 第二部分：非线性动力学与不确定性下的建模范式 复杂系统往往是高度非线性的，并且运行在充满噪声和不确定性的环境中。本部分聚焦于超越线性假设的建模方法。 4. 非线性系统的时域与频域分析： 详述李雅普诺夫稳定性理论及其在工程设计中的局限性。重点解析分岔（Bifurcation）现象，特别是霍普夫分岔如何导致系统从稳定状态过渡到周期振荡，这在振动控制和电路设计中是常见的设计陷阱。对于系统的周期解和拟周期解，我们将介绍庞加莱截面的构建与分析方法。 5. 混沌系统与敏感依赖性： 深入探讨洛伦兹吸引子等经典案例，量化系统的李雅普诺夫指数，以此作为系统对初始条件敏感程度的客观度量。讨论在有限精度计算和实际观测误差下，如何设计基于混沌的信号加密与安全传输方案，以及如何利用混沌特性来提升系统的混合效率（例如在反应堆中）。 6. 基于稀疏采样的系统辨识： 面对大型系统的全状态观测几乎不可能实现的情况，本部分介绍了基于降阶模型（Reduced-Order Modeling, ROM）的系统辨识技术。重点阐述本征正交分解（POD）和动态模态分解（DMD）的原理及其工程应用，如何在有限的观测数据下，高效地提取出系统最主要的、决定其行为的“本征模式”。 第三部分：优化、控制与智能决策的集成 理论建模的最终目的是实现对系统的有效干预和优化。本部分将先进的优化算法与现代控制理论相结合，以应对复杂系统的实时决策需求。 7. 随机优化与场景分析： 针对外部环境的随机性（如风能波动、市场需求突变），本书摒弃了传统的确定性优化，转而采用随机规划（Stochastic Programming）和鲁棒优化（Robust Optimization）方法。详细介绍如何构建多阶段随机线性规划模型，以及如何在保证系统性能（例如，最小化风险或最大化预期收益）的同时，对最坏情况下的不确定性进行有效规避。 8. 基于模型的预测控制（MPC）的扩展应用： MPC是现代过程控制的核心工具。本书将MPC的应用扩展到具有大量约束、非线性和延迟的系统。讨论如何集成强化学习（RL）的决策能力，构建混合整数模型预测控制（MINLP-MPC）框架，以解决如物流调度、大规模资源分配等混合（连续与离散）决策问题。 9. 韧性（Resilience）与自适应性设计： 在系统遭遇意外扰动（如故障、攻击或环境突变）时，系统保持基本功能的能力至关重要。本部分从故障诊断与隔离（FDI）的角度出发，介绍基于观测器设计（如卡尔曼滤波族的扩展）的故障检测方法。更进一步，探讨自适应控制和重构策略，确保系统能够在识别到结构性变化后，自动调整其控制律，实现功能的快速恢复。 结语：面向未来的系统思维 本书旨在培养读者一种“系统性思维”：即不将系统视为孤立的组件集合，而是将其视为一个具有内在动力学和适应潜能的有机整体。我们强调，面对未来更为复杂的工程挑战，单纯依赖某一种技术或理论都是不够的。真正的突破将来自于对不同学科工具的融会贯通，以及对系统结构、动力学和不确定性的全面把握。本书提供的理论工具包，将成为读者在工程实践中驾驭和设计下一代复杂系统的有力支撑。

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这本书简直是打开了我新世界的大门！我一直对信息如何在浩瀚的网络中穿梭感到好奇，这本书用一种非常生动易懂的方式解释了那些看似神秘的原理。一开始，我以为会充斥着枯燥的数学公式和晦涩的专业术语，但出乎意料的是，作者运用了大量的类比和实际案例，比如用“水流”比喻信号的传输，用“信号塔”解释信息的中继，让那些抽象的概念一下子变得触手可及。我尤其喜欢作者对“编码”部分的讲解，它就像给信息穿上了一件巧妙的外衣，既能保护信息不受干扰，又能高效地传递。读完这部分，我才明白为什么我们的手机信号在拥挤的城市里也能如此稳定，为什么下载文件时数据不会混乱。而且，书中对不同通信方式的比较分析也极具启发性，从早期的模拟通信到如今的数字通信，每一种技术的演进都蕴含着人类智慧的结晶。我迫不及待地想继续深入了解，看看还有哪些神奇的通信奥秘等待我去发掘。这本书真的让我对通信技术有了全新的认识，远超我最初的期待。

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老实说，我拿到这本书时，内心是有一些忐忑的。毕竟“原理”和“数据通信”这些词汇听起来就充满了挑战。然而，这本书却以一种出乎意料的“友善”姿态出现在我面前。作者就像一位经验丰富的向导，一步步带领我穿梭在通信的世界里。他并没有一开始就强迫我记忆那些拗口的公式，而是先用一些通俗易懂的例子，比如信号的“形状”和“频率”，来构建一个直观的理解框架。我最喜欢的部分是关于“调制”和“解调”的章节，它就像是在教我如何给不同的“声音”分配不同的“频道”，确保它们不会互相干扰。作者还深入浅出地介绍了各种调制方式，如调幅、调频、调相，并解释了它们各自的优缺点，这让我对信号的“变身”过程有了更清晰的认识。书中对于“数据传输速率”和“带宽”的讲解也让我明白，为什么有些网络快如闪电，而有些则慢如蜗牛。这本书不仅拓宽了我的知识面，更重要的是，它培养了我对通信技术探究的兴趣。

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这是一本让我爱不释手的读物，它以一种非常独特的方式，将复杂的技术概念转化为引人入胜的故事。我一直觉得信息传输是一件非常抽象的事情，但这本书却用生动的语言和贴切的例子，让我看到了这些抽象概念背后的实体。作者在描述“信源编码”时，就像在教我们如何用最少的“词汇”来表达最丰富的信息，让我理解了数据压缩的奥妙。而关于“信道编码”的部分，则让我看到了信息在传输过程中如何被“加固”和“保护”，就像给脆弱的信件穿上了坚固的盔甲，能够抵御风雨的侵蚀。书中对“多路复用”技术的解释也让我叹为观止，它就像是在教我们如何在一条“高速公路”上同时容纳数不清的“车辆”，极大地提高了通信资源的利用效率。我之前从来没有想过，一个简单的电话或者一次网络连接背后，竟然隐藏着如此精密的设计和巧妙的算法。这本书让我看到了科技的魅力，也让我对信息通信的未来充满了期待。

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我怀揣着对技术的好奇心翻开了这本书，结果发现它更像是一本引人入胜的科幻小说，只不过它描绘的不是遥远的未来，而是我们身边无处不在的“现在”。作者的笔触非常细腻，他没有直接抛出复杂的理论，而是从一个个小小的生活场景入手，比如一次流畅的视频通话，一段快速的网页加载，甚至是一条来自远方的短信，然后层层剥茧，揭示其背后精妙绝伦的“通信魔法”。我特别欣赏他对“噪声”和“干扰”的描述，就像是给那些让信号失真的“坏蛋”画了像，然后又详细介绍了如何通过各种“侦探手段”，比如纠错码、调制解调等，来识别和清除它们。这让我对通信系统的鲁棒性有了深刻的理解。书中关于“信道容量”的讨论也让我大开眼界，原来信息的传递速度并非无限，而是受到物理定律的限制，这就像给信息的“高速公路”设定了限速标志，让人在追求更快速度的同时，也认识到其内在的边界。总而言之，这是一本能让你在享受科技便利的同时，还能理解其背后深层逻辑的宝藏。

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当我对通信技术感到一头雾水时，这本书如同一束光，照亮了我前进的道路。作者的写作风格非常独特，他没有选择枯燥的学术论述，而是用一种非常平易近人的方式，将那些复杂的技术原理娓娓道来。我特别喜欢他对“信号”的描述，他将其比作一种“语言”，而通信系统则是理解这种语言的“翻译器”。他详细介绍了信号的各种属性，比如振幅、频率、相位，以及它们如何承载着不同的信息。书中对“噪声”的分析也让我印象深刻，作者将其比作“杂音”，然后展示了各种“降噪”技术如何让信息“重见天日”。我之前从未意识到，我们每天使用的通信设备，竟然需要如此精密的算法来识别和还原被干扰的信息。而且，书中关于“信息论”的引入也让我看到了通信的极限，让我明白在追求更高的传输效率时，我们也需要尊重自然的规律。这本书让我对通信原理有了全新的认识，它不再是冰冷的公式，而是充满智慧和创造力的工程实践。

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