信号与系统第一章绪论第一讲.pptVIP

信号理论与系统理论 一、本学科领域的一些名词术语 信息时代的特征—— 用信息科学和计算机技术的理论和手段来解决科学、工程和经济问题。 信息活动是指—— 信息的获取、交换、传输、处理、存储、再现、控制与利用等。 一切信息活动都离不开信号与系统的作用。 1、 信号与系统的概念 信号与系统的概念出现在范围相当广泛的各种领域，信号与系统的思想在很多科学技术领域起着很重要的作用。如：通信、航空航天、电路设计、生物工程、声学、地震学、语音和图象处理、能源产生与分配、化工过程控制、工业自动化等等。 虽然在不同领域所表现出的信号与系统的物理性质不同，但有两个基本点是共同的，即： 1） 信号总是作为一个或几个独立变量（自变量）的函数而出现，并携带着某些物理现象或物理性质的相关信息。是消息的表现形式，而消息是信号的具体内容。 正弦波信号 心电图机 心脏跳动 心电图波形 信号作用于系统产生响应举例：心电图机 心电图信号 颈部核磁共振成像 2) 系统总会对给定的信号作出响应，产生另一个信号或另外的几个信号。 图象携带信息特征——轮廓 信号：信息是人类社会和自然界中需要传送、交换、存储和提取的抽象内容。由于信息是抽象的内容，为了传送和交换它，首先必须用语言、文字、图像和数据将它表达出来。人们称表示信息的语言、文字、图像和数据等为消息。运载消息的光、声、电等物理量被称为信号，所以信号是信息的载体和具体表现形式，消息是信号的具体内容。 信号可以表现为某种物理量随时间t变化的函数f(t), 如声、光、电、温度、力、速度等。广义的说，一切运动或状态的变化都可用数学抽象的方式表现为信号f(t)。这里的f(t)的自变量是一维的（本课程主要研究这种情况）。也可以是多维的。 (1)物理上，信号是信息寄寓变化的形式； (2)数学上，信号是一个或多个变量的函数； (3)形态上，信号表现为一种波形； (4)自变量：时间，位移，周期，频率，幅值，相位等。 概括地讲，信息是抽象的；消息是具体的，但不是物理的；而信号则既是具体的，又是物理的。 2. 消息：运动或状态变化的直接反映、待传输与处理的原始对象的含意。是用来表达信息的某种客观对象。如电报报文、电视图象、火光、声音、文字、图表、数字等等。信息是对消息中的不确定性的度量。 3、 信息：是指存在于客观世界的一种事物形象，一般泛指消息、情报、数据、指令等有关周围环境的知识。凡是物质的形态、特性在时间或空间上的变化，及人类的各种社会活动都会产生信息。人类通过自己的感觉器官从客观世界获取各种信息。如我们现在上课，都能使同学们获取信息。 信息的本质：(1) 信息是指由事物发出的各种可能感知的事件中含有意义的内容，而不是指事物的本身。 (2) 信息的产生、传递、接收、存储都离不开物理载体。?? (3) 信息离不开能量。?? (4) 信息是靠物质和能量的变化来携带的。?? (5) 信息具有知识的特性。 信息具有如下特征：能消除某些知识（情况）的不肯定性，使受信者知识状态改变，从不肯定到肯定，从无知到有知。 信号的处理与传输 信号处理:对信号进行某种加工或变换. 信号传输:即通信. 目的： 消除信号中的多余内容；滤除混杂的噪声和干扰；将信号变换成容易分析与识别的形式，便于估计和选择它的特征参量。 信号处理的应用已遍及许多科学技术领域。 信号的传输和处理，要由用许多不同功能的单元组织起来的一个复杂系统来完成。从广义上来说，一切信息的传输过程都可以看成是通信，一切完成信息传输任务的系统都是通信系统，例如电报、电话、电视、雷达、导航等系统均属之。 通信系统的一般模型组成如图所示.?信道指的是信号传输的通道，在有线电话中它是一对导线；在利用电磁波传播的无线电通信系统中，它可以是空间、卫星通信中的人造卫星，也可以是波导或同轴电缆；还可以是光导纤维。所以一个通信系统的工作，主要是包括消息到信号的转换、信号的处理、信号的传输。 4. 系统：是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。它是一个非常广泛的概念。系统可以是物理的，也可以是非物理的。系统可以很简单，也可以很复杂。 系统 信 号 与 系 统 * 信 号 与 系 统 课程名称： ?信号与系统? 第一章 绪 论 绪论要解决的问题： 本课程要研究的问题是什么？ 本课程的任务和地位。