信息工程概论--详细介绍

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 当前位置:本科及研究生教材 信息技术,电子 信息技术,电子 信息技术,电子 信息工程概论
   
信息工程概论
作者:徐宗本 柳重堪 主编
书名:信息工程概论
定价:¥29 元
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丛书名:  高等院校信息科学系列教材
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开本: 小16
标准书号: 7-03-008695-3
字数(千): 380
印张: 
出版日期: 2005-9-27
发行号: TP-1422
装帧: 平
点击热度: 42037
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名人推荐
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获奖情况
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普通高等教育“十一五”国家级规划教材
 
图书介绍
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本书是为全国普通高等院校“信息与计算科学”专业本科生编写的专用教材,主要从“大 学科”角度阐述当代信息工程的若干代表性领域、相关基本问题、基本模型与基本方法.主 要内容包括:绪论、通信系统原理、非平稳信号时频分析、图像压缩、模式识别、自 动控制与系统辨识、信息加密与信息安全、数据挖掘与数据库中的知识发现等.全书各章内 容独立,可由教师在讲授中灵活取舍.各章末均配有思考题与习题,可供学生选做. 本书除可作为“信息与计算科学”专业本科生教材使用外,也可供数学系、计算机科 学系、物理系、信息工程类、管理工程类各专业教师与研究生参考.
 
前言
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本书是为全国普通高等院校数学系“信息与计算科学”专业本科生编写的一本专用教材,主要从“大学科”角度讲述当代信息工程(信息技术)的若干代表性领域的相关基础问题,以及它们的基本原理、基本模型与基本方法。
为什么要给数学系学生开设这样一门跨学科的工程概论课程呢?这主要是基于下述考虑:第一,信息技术是时代主题。当今时代是以知识和信息为基础的信息时代。在这样的时代里,信息技术不仅是社会进步和生产力发展的主要推动力,而且已成为主导全球经济发展格局、引导社会发展进程的核心要素。自然地,数学教育、数学研究与数学人才培养应该顺应这种社会与经济发展的总格局。第二,当代科学技术的发展呼唤全面的“科学数学化”,而高新科技的出现又已经把社会推进到了“数学技术化”或“数学工程技术”的新时代。信息技术本质上是数学技术。数学不仅能提供信息技术中信息表示与度量的方法和语言,而且能提供信息获取、变换、传输、处理与控制等技术的理论基础与实现算法。我们应该向数学系的学生透彻地阐明这一点,从而使他们对数学的本质、数学的价值与数学的作用有更深切的理解与体会。第三,也是最为重要的,我们希望通过对信息技术这一“数学技术化”最为典型和成功的领域的介绍,引导学生更为关注数学与其他学科的交叉,关注现实世界,特别是当代高新科技对于数学研究与发展的推动作用(注意到,我们已经有了大量的课程展示和阐述数学发展是如何由数学内部的矛盾发展与逻辑推演而推动的),从而培养学生理论联系实际,从现实中抽象和发展数学理论、运用数学理论解决国民经济建设特别是高新科技核心基础问题的意识、自觉性与能力。基于此,本书通过综合介绍信息工程的典型领域和相关的基本问题、基本理论、基本原理与基本方法,使学生对信息工程所涉及的内容,对“信息技术本质上是数学技术”等有一个简明而深入的理解,从而增强应用数学理论解决信息工程问题的能力和培养从事相关交叉学科的创新研究能力。通过本书的讲授,我们期望达到向学生“展现一片天空、传达一个观念、引导一个方向,提供一个机会”的效果。更具体些说,力求向学生展现“在诸多高科技的研究与发展中,数学不仅大有用武之地,而且常常构成它们的核心与灵魂”这样一片天空;传达“科学应该全面数学化,数学可以技术化”这样一个观念;引导学生积极投身于信息科学研究,自觉成为“科学数学化、数学技术化”的追求者与实践者;最后,在这样的追求与实践中选择自己的奋斗与择业目标。从这个意义上说,本书是一本改革教材。
本书也是一本探索性教材。虽然已有大量的专门论述信息工程单一领域或分支(例如,通信技术、控制技术、信号处理、模式识别、人工智能等)的著作及教材,但从“大学科”角度综合介绍信息工程各领域(即使是有选择的主要领域)的著述在国内外尚难以见到。之所以缺少这种“大学科”式的著述其实是自然的:对于编著者而言,很难既全面、综合又深入、细致地论述信息工程所应包含的方方面面而不受行内专家挑剔;而对于从事信息工程专门领域的读者而言,阅读如此宽泛的著述又未必有更直接的参考和使用价值。因此,对于从事信息工程的专业人员来说,有无一本信息工程的“大学科”式著作并不显得重要。然而,对于非信息工程专业研究工作者和学生而言,有这样一本“大学科”著作却是非常重要,甚至是梦寐以求的。因为,他们需要从整体上了解信息工程(信息技术)的全貌,进而,希望根据自己的兴趣与特长选择信息工程研究的切入点以及与自己专业的结合点。这一渴望对于数学系“信息与计算科学”专业的师生来说就更显得强烈。正是这种渴望促使我们组织编写了这本《信息工程概论》,它既可用作数学系“信息与计算科学”专业本科生教材,又可供广泛的非信息工程专业工作者从大学科的角度了解信息工程。
本书的编写原则是:①概论而不泛论和细论。概论主要体现在:第一,在取材上力求从大学科角度全面反映信息工程的主要环节(如信息获取、信息处理、信息传输、信息加工与信息应用等);第二,在每一典型领域中突出对基本问题、基本模型、基本原理与基本方法的讲述,不泛论;强调局部的完整性,但忽略过于技术或工程化的细节;为了节省篇幅,本书略去了某些重要但在本专业其他课程中已涉足的信息工程领域(如计算机技术)。②突出典型、突出基础。除对信息工程的各主要环节选择一个或多个典型领域重点讲述外,对内容的表述,在基础性与技术性上突出基础性(特别是数学基础),在分析与实现上突出分析,在经典与现代上突出现代。每个专题(即每一章)均设“评述与展望”一节,以求对所述典型领域的当前发展给出一些尽可能恰当的评注。③力求“工程上无误,数学上严密”,展现数学的技术性。作为数学系学生的教科书,数学上的严密性是必备的,在坚持这一原则的前提下,我们力求对概念、原理、方法、模型的阐述符合工程习惯,并保持工程意义上的准确性和可应用性。以上诸条可认为是本教材所力求表现的风格与特点。
参加本书编写工作的有全国六所重点大学的十多位教授或博士,他们或者是数学系的教师并取得信息工程领域的博士学位,或者是长期从事信息科学研究的数学博士或教授,应该说,均具有数学与信息工程某些专门领域的“两栖”知识结构与研究经验。本书是他们精诚合作的结果。书中各章的编著者如下:
第1章:焦李成
第2章:郭定辉,任品毅
第3章:张茁生
第4章:刘峰,徐宗本
第5章:梁吉业,徐宗本
第6章:阮小娥,徐宗本
第7章:白国强
第8章:马江洪,徐宗本
另外,徐宗本负责了整个书稿的策划、大纲的制定,并修定了第2、4、5、6、8各章;柳重堪负责审定了第2、3、4、5各章并修定了第3和第7章;张茁生对全书的符号、 格式及参考文献等进行了统一。
本书可作为数学系“信息与计算科学”专业本科生教材使用,也可供数学系、计算机科学系、物理系、信息工程类、管理工程类各专业的教师与研究生参考。全书各章内容独立,各院校可根据各自的教学目的灵活取舍。另外,各章末配有习题,可供学生消化和理解本章内容选做。根据我们的实践,教学中采取“精讲与泛讲结合(即根据需要有些章精讲,有些章泛讲)、讲授与实验结合(特别可在每一章结束设置1~2个大的实验要求学生使用Matlab完成)、讲授与自学结合(有些章节可让学生自学,或代之以专家讲座),可取得令人满意的效果。
作为一本新的教材,本书存在的缺陷是显而易见的:无论整体选材(典型领域的选择)还是各章选材,都还需要进一步斟酌,各章内容的阐述与习题等也都还需要进一步润色与精心设计。所有这些期望能在本书的重版时予以弥补。
衷心感谢西安电子科技大学的焦李成教授在百忙中欣然为本书撰写了第1章;也非常感谢科学出版社的鞠丽娜同志为出版该书和提高本书编辑质量所付出的不懈努力。
欢迎阅读与使用本书的所有教师与同学提出宝贵意见。
 
图书目录
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第1章    绪论
1.1    信息科学与信息工程
       1.1.1    信息科学发展简史
       1.1.2    信息科学的概念、特征与描述
       1.1.3    信息科学方法论
1.2    信息技术与数学
       1.2.1    信息技术的定义和范围
       1.2.2    信息技术体系的层次关系
       1.2.3    信息技术与数学
第2章    通信系统原理
2.1    引论
       2.1.1    通信系统的一般概念
       2.1.2    通信系统的质量指标
2.2    模拟信号的调制和数字通信
       2.2.1    模拟信号的幅度调制与解调
       2.2.2    非线性调制与解调
       2.2.3    模拟信号的脉冲编码调制
       2.2.4    复用技术及其应用
2.3    数字通信技术
       2.3.1    数字信号的基带传输
       2.3.2    数字基带信号的频谱特性
       2.3.3    无码间串扰的基带传输波形
       2.3.4    无码间串扰基带传输系统的抗噪声性能
2.4    数字信号的频带传输
       2.4.1    二进制数字调制
       2.4.2    二进制数字调制的抗噪性能
2.5    评述与展望
习题
第3章    非平稳信号分析:时频分析
3.1    引论
       3.1.1    时频分析的意义
       3.1.2    信号的时频表示
       3.1.3    时频基函数与测不准原理
3.2    短时傅里叶变换
       3.2.1    短时傅里叶变换的定义与性质
       3.2.2    短时傅里叶变换的时间分辨率与频率分辨率
       3.2.3    离散短时傅里叶变换
3.3    Gabor展开
       3.3.1    连续Gabor展开
       3.3.2    离散Gabor展开
3.4    WignerVille分布
       3.4.1    连续时间信号的WignerVille分布
       3.4.2    WignerVille分布的变型及解析信号的WignerVille分布
       3.4.3    离散WignerVille分布
3.5    小波分析
       3.5.1    连续小波变换
       3.5.2    小波框架
       3.5.3    多分辨分析
3.6    评述与展望
习题
第4章    图像压缩
4.1    图像压缩编码概述
       4.1.1    图像的数字化表示与压缩编码
       4.1.2    图像压缩编码的分类
       4.1.3    图像质量评价
4.2    图像变换编码
       4.2.1    KL变换
       4.2.2    离散余弦变换(DCT)
       4.2.3    JPEG标准
4.3    小波变换图像编码
       4.3.1    二维多分辨分析
       4.3.2    基于小波变换的子带系数分类编码
4.4    分形图像压缩编码
       4.4.1    分形
       4.4.2    分形图像空间
       4.4.3    迭代函数系统
       4.4.4    灰度图像的分形编解码原理
       4.4.5    分形图像压缩编码方法举例
4.5    评述与展望
习题
第5章    模式识别
5.1    模式识别概论
       5.1.1    模式识别问题
       5.1.2    模式识别系统
       5.1.3    模式识别方法
5.2    统计模式识别方法
       5.2.1    判别函数分类方法
       5.2.2    Bayes决策
       5.2.3    密度函数的估计及其判别函数
       5.2.4    非参数方法与近邻估计
5.3    模糊模式识别方法
       5.3.1    模糊集与模糊关系
       5.3.2    基于模糊等价关系的分类
       5.3.3    基于模糊相似关系的分类
5.4    评述与展望
习题
第6章    自动控制与系统辨识
6.1    绪    论
       6.1.1    自动控制问题
       6.1.2    自动控制系统的构成
6.2    自动控制系统的基本模型与基本问题
       6.2.1    自动控制系统的数学模型
       6.2.2    自动控制系统的基本问题
       6.2.3    自动控制系统的分析与综合
6.3    控制系统稳定性、能控性与能观性的判定
       6.3.1    稳定性判据
       6.3.2    能控性判据
       6.3.3    能观性判据
6.4    最优控制
6.5    系统辨识
       6.5.1    基本问题
       6.5.2    线性离散定常系统的参数估计
       6.5.3    线性离散定常系统的结构辨识
6.6    评述与展望
习题
第7章    信息加密与安全
7.1    信息加密/解密的基本原理
       7.1.1    信息安全的基本问题
       7.1.2    密码体制
       7.1.3    完善保密性
       7.1.4    密码体制的安全性
7.2    信息加密的数学基础
       7.2.1    群、环和域
       7.2.2    模n的剩余类环Zn
       7.2.3    有限域GF(pn)
7.3    序列密码
       7.3.1    序列密码的工作方式
       7.3.2    伪随机序列
       7.3.3    线性反馈移位寄存器序列
       7.3.4    BM算法、线性复杂度与密钥流发生器
7.4    分组密码
       7.4.1    分组密码的工作原理
       7.4.2    DES算法
       7.4.3    AES算法
       7.4.4    分组密码的安全性
7.5    公钥密码
       7.5.1    公钥密码的主要思想
       7.5.2    RSA算法
       7.5.3    椭圆曲线密码
7.6    评述与展望
习题
第8章    数据挖掘与数据库中的知识发现
8.1    数据挖掘问题
       8.1.1    知识发现与知识工程
       8.1.2    数据挖掘的核心问题
       8.1.3    意义及困难
8.2    数据挖掘的统计学方法
       8.2.1    聚类分析
       8.2.2    分类与回归分析
       8.2.3    探索性数据分析
8.3    数据挖掘的机器学习方法
       8.3.1    神经网络方法
       8.3.2    决策树方法
       8.3.3    模糊系统方法
8.4    评述与展望
习题
参考文献
 
 
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