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信号与系统(第二版)

 

【书  名】信号与系统(第二版)

【作 者】()Alan V.OppenheimAlan S.WillskyS.Hamid Nawab     

【出版者】电子工业出版社

【索书号】TN911.6/2753(2)

阅览室花津校区自然科学阅览室

 

作者简介

奥本海姆(Alan V.Oppenheim),美国麻省理工学院(MIT)电气与计算机科学系Ford教授,MIT电子学研究实验室(RLE)首席研究员,美国国家工程院院士,IEEE会士,研究兴趣为通用领域的信号处理及应用,曾因出色的科研和教学工作多次获奖。另著有Discrete-Time Sinal Processing,Third Edition。

内容简介

本书是美国麻省理工学院(MIT)的经典教材之一,讨论了信号与系统分析的基本理论、基本分析方法及其应用。全书共分11章,主要讲述了线性系统的基本理论、信号与系统的基本概念、线性时不变系统、连续与离散信号的傅里叶表示、傅里叶变换以及时域和频域系统的分析方法等内容。本书作者使用了大量在滤波、采样、通信和反馈系统中的实例,并行讨论了连续系统、离散系统、时域系统和频域系统的分析方法,使读者能透彻地理解各种信号系统的分析方法并比较其异同。

 

译者序

Signals and Systems(A. V. Oppenheim, A. S. Willsky)一书1983年在美国公开出版发行,当年8月即由笔者从美国带回中国。1984年2月笔者采用该书的中译本(油印讲义)在西安交通大学1982级“无线电技术”专业的“信号与系统”课中作为基本教材使用。1985年由西安交通大学出版社正式出版该书中译本(老式铅字排版,排版师傅非常辛苦)。1997年原著第二版在美国问世,1998年该书第二版中译本与读者见面,这就是业界熟知的十几年来各高等院校所采用的由西安交通大学出版社出版的第二版中译本。该书版中译本累计发行近6万册;  第二版中译本累计印刷15次,发行近13万册。这样的销量是在当时国内“信号与系统”课程方面已有多本主流教材存在,并在随后几年多达十几本甚或几十本自编教材的情况下取得的,实属不易。其中西安交通大学出版社为此付出过诸多努力,应该谢谢他们。这些数字表明该书已经在中国读者心中占有的份量和地位,并已使广大读者受益。

现在,本书原著出版商Pearson教育出版集团将该书的简体中文翻译出版权授予电子工业出版社,至此这本书的简体中文版和英文影印版归于同一出版社出版。电子工业出版社的“国外电子与通信教材系列”,经过出版社编辑和许多译者的共同努力,20年来已逐渐成为引进颇具规模、精品相对集中的系列。Oppenheim的这本巨著归入这个系列,将使该系列在结构上更加完整。电子工业出版社的编辑根据笔者的译文对全书重新进行了排版和编辑加工,并配合笔者根据网上查询到的多个勘误表,对内容细节进行了改进。本书的英文影印版也做了相应调整,相信两本书的配合勘误会使读者收获更多。笔者多年来翻译出版了十多本国外优秀教材,确实是出自对这些教材的喜欢和偏爱,将它们及时奉献给广大读者,让大家受益、欣赏,并从中悟出什么才称得上一本好教材。好教材是精心写出来的,而不是“编”出来的。所译教材中绝大多数为国内教师教学采用,多次重印并随着原著版本的更新而不断推出新版。许多美国大学的著名教授所写的名著,都在国内取得较好反响,笔者对此“乐此不疲”。正值新的中译本面世之际,这是译者首先要说明的。

接下来,笔者想就这本书本身及使用这本书的有关方面粗线条地谈几点意见,与使用该教材的老师们和读者切磋,不妥之处祈望给予批评指正。

第一,该书从1983年面世至今将近40年,在中国大陆中译本就发行了超过30万册,原著在中国台湾省、香港特别行政区、澳门特别行政区,以及亚洲各国高校都有使用,可以说几乎遍及世界各国,实属一本得到普遍认可的经典教材。近30年使用过程中,并未让人感受到内容的陈旧,或组织结构方面的缺陷,它所涵盖的基础内容和建立的教材体系仍然是十分合理和可取的,对于任何行业从事信息分析和处理的人们来说,这些都是必须具备的基础知识。有了这个铺垫,就能够通过各种方式在各自的领域做些更深入和更前沿方面的研究。我校早已在全部电子和电气信息类专业开设了“信号与系统”课程。电信学院信息与通信工程系任品毅教授于2005年首次在我校理学院的理科试点班,接着于2012年在我校航空航天学院采用中译本为基本教材开设了“信号与系统”课程,取得了很好的反响。笔者也曾在20世纪90年代与我校能源与动力工程的研究生讨论过他们所遇到的很有趣的数字滤波器问题。凡此种种都表明,本书所涉及的基础内容是没有专业界限的,直至经济、金融和社会学等领域。2011年12月底Oppenheim教授访问我校,笔者与他有过近距离的交谈,曾谈及该书第三版的事。Oppenheim教授并未正面给出回应,而是说正在写一本深度介乎Signals and Systems和DiscreteTime Signal Processing之间的新书。看来,Oppenheim教授还在关注构建他的课程体系,估计短时间内不会有该书第三版的计划。

第二,本书在内容取舍、例题选取、章节结构、排比技法与巧妙等方面都是经过精心策划与构思的,讲过多遍的老师都会有自己的体会。用好这本教材,一定要对该教材的整体情况有很好的掌握,这样才能根据各个专业的具体要求和专业内已设置课程之间的关系重新做出合适取舍和组织。笔者不主张把一本教材按章、 按节从头讲到尾来用,应该将一本或两本教材作为主要参考书,而不要作为教科书来用。不要把大学生当成中学生来教。

第三,学生由于对离散时间信号比较陌生,刚开始可能会对第5章的内容感到有点难度,实际上这是一种误读。第5章是作者首次将离散时间傅里叶变换理论系统、严谨地反映到教材中的,包括理论的系统化、符号的建立、名词的统一等,都做出了贡献,写得很成功。这一章在讲授时不要急于与采样概念挂钩,只当成一个自然序列来研究,让学生牢牢建立序列频谱的概念。有些难点可能要在后续章节中解决,例如数字频率的量纲是弧度等重要概念。笔者认为本书写得精炼、难度的是第7章,篇幅很小,但蕴含的概念很丰富,要把这一章与第3章至第5章前后呼应结合起来讲,力求概念的深化与贯通。第9章至第11章写得都很精炼,也容易讲授,第9章和第10章各用3个课时足矣。有关第11章的处理,大多不在“信号与系统”课中讲授而不被采用。这一章其实是写得非常好的一章,它用短短的一章篇幅把经典控制理论涉及的命题、基本概念和方法都进行了交待。在本书中它是作为全书基本理论在线性反馈系统中的应用来选取的。笔者曾建议过,将该章包含进来,而在“自动控制原理”课中不再讲授经典部分,只讲近代控制理论。这样既保证了“信号与系统”课中基本理论与应用方面的完整性,又可避免课程之间过多的内容重复,还能提升“自动控制原理”课的档次。当然,这涉及专业的课程内容和体系,不一定能由任课老师一人定夺。笔者曾用50个课时讲完全部内容。

第四,全书涉及数学公式比较多,如果对此处理不好会对学生产生误导。数学是一种描述和解释物理现象的工程语言,精确、严谨而又简单,切勿在课堂上进行过多推导。关键是要将过程和结果中所包含的物理内容说清楚。必要时可以借用PPT工具,但我不主张从头到尾都用已做好的PPT课件的“拉洋片”式的授课方式。

第五,本书的习题部分太多、太丰富,不少都是课程内容的延伸。笔者不主张做很多题,在正常教学中选若干基本题做一点就可以了。很长一段时间以来,不少学生为了考研,将所有的题都做了一遍!这既无必要,也没有多少好处,反而耽误了基本概念的理解与消化。

第六,现在已经很少甚或没有传统意义上的硬件实验了,大都在计算机上进行仿真。现在用于仿真实验的软件工具极为丰富,功能强大,而且带有很强的图形化功能。如果老师能精心拟定若干题目,相当于一种不大不小的课程作业,让学生课后自己设法完成,在完成的过程中学生会任意改变一些参数,可能会得出许多稀奇古怪、意想不到的结果,将出现的这些结果都一一搞懂了,都能自圆其说了,就一定会得到许多从书本里、课堂上得不到的知识,从而加深对一些概念的理解和掌握。极力推荐并鼓励老师们都能这样做。

借新的中译本与广大读者见面之际写了上面几点粗浅意见与大家商榷,共同将这本经典教材用好,让广大学生受益。

最后,感谢电子工业出版社对这个中译本的认真编辑加工,祝新的中译本发行成功,并期望电子工业出版社能为读者提供更多、更优质的服务。

刘树棠

于西安交通大学

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