Question

什么是信号与系统？

Answer 1

信号理论和系统理论涉及范围广泛，内容十分丰富。信号理论包括：信号分析、信号传输、信号处理和信号综合；系统理论包括：系统分析和系统综合。信号分析主要讨论信号的表示、信号的性质等；系统分析主要研究对于给定的系统（它也是信号的变换器或处理器），在输入信号（激励）的作用下产生的输出信号（响应）。信号分析与系统分析之间关系紧密又各有侧重，前者侧重于信号的解析表示、性质、特征等，后者则着眼于系统的特性、功能等。一般而言，信号分析和系统分析是信号传输、信号处理、信号综合及系统综合的共同理论基础。本书主要研究信号分析和系统分析的基本概念和基本分析方法，以便为读者进一步学习、研究有关电路理论、通信理论、控制理论、信号处理和信号检测理论等打下基础。现在，信号与系统的概念已经深入到人们的生活和社会的各个方面。手机、电视机、通信网、计算机网等已成为人们常用的工具和设备，这些工具和设备都可以看成系统，而各种设备传送的语音、音乐、图像、文字等都可以看成信号。信号可以广义地定义为随时间或空间变化的某些物理量，是信息的载体及表现形式，如声信号、光信号、电信号等。在诸多信号表示的物理量中，电信号是最便于传输、控制与处理的信号，也是最容易实现与非电量相互转换的信号，如压力、温度、流量、速度、位移，都可以通过传感器变换成电信号，因此对电信号的研究具有重要意义。一般认为，系统是指若干相互关联、相互作用的事物按一定规律组合而成的具有特定功能的整体。人们在自然科学（如物理、化学、生物）以及工程、经济、社会等许多领域中，广泛地引用“系统”的概念、理论和方法，并根据各学科自身的规律，建立相应的数学模型，研究各自的问题。因此，不同系统具有不同的属性和规律。通信系统的任务是传输信息（如语言、文字、图像、数据、指令等）。为了便于传输，先由转换设备将所传信息按一定规律变换为相对应的信号（如电信号、光信号，它们通常是随时间变化的电流、电压或光强等），经过适当的信道（即信号传输的通道，如传输线、电缆、空间、光纤、光缆等），将信号传送到接收方，再转换为声音、文字、图像等。通信设备中的滤波器可以看成一个简单系统，而由同步卫星和地面站等构成的通信系统则是一个庞大的复合系统。工业企业常采用微机控制的过程控制系统，用以随时检测、调节或控制工艺流程的各种参数（温度、压力、流量等），保证设备正常运转，生产合格产品。生态学家将生物种群（如细菌、害虫、鱼类等）的数量与有关制约因素（如药物、捕捞等）之间的关系看作生态系统，用以研究药物效能、生物资源开发以及不同种群之间相互依存、相互竞争的关系等。在分析属性各异的各类系统时，常常抽去具体系统物理的或社会的含义而把它抽象化为理想化的模型，将系统中运动、变化的各种量（如电压、电流、光强、力、位移、生物数量等）统称为信号，宏观地研究信号作用于系统的运动变化规律，揭示系统的一般性能，而不关心它内部的各种细节。信号是信息的一种表示方式，通过信号传递信息。信号的概念与系统的概念是紧密相连的。信号在系统中按一定规律运动、变化，系统在输入信号的驱动下对它进行“加工”“处理”并发送输出信号，如图1.1-1所示。输入信号常称为激励，输出信号常称为响应。输入信号激励系统输出信号响应

图1.1-1 信号与系统在电子系统中，系统通常是电子线路，信号通常是随时间变化的电压或电流（有时可能是电荷或磁通）。从数学观点考虑，这类信号是独立变量t的函数f(t）。在光学成像系统（如照相机）中，系统由透镜组成，信号是分布于空间各点的灰度，它是二维空间坐标x，y的函数。如果图像信号是运动的，则可表示为空间坐标x,y和时间t的函数f(x,y，t）。信号是一个独立变量的函数时，称为一维信号，如果信号是n个独立变量的函数，就称为n维信号。本书只讨论一维信号。本书以系统的时域分析及变换域分析为主线，将信号分析与系统分析融合在一起。在研究信号的时域及变换域的表示及性质的同时，解决了线性时不变（LTI）系统在任意激励下响应的分析问题。

Answer 2

信号与系统应用于中国高等教学，信号与系统在中国高等教学中兴起的时间还不长，但它却是电子类专业必修的核心基础课，而该课程主要以数学分析为基础，其中所涉及的数学物理方法、概念等在通信、信号与信息处理、电子、计算机科学与技术、自动控制、电路与系统等许多领域被广泛应用。而该课程中涉及的相关概念和分析方法是它的主要研究领域。

在信号与系统中，主要通过建立相应的数学模型，然后根据数学模型分析求解，从而给所得结果加以物理解释并赋予相应的物理意义。

扩展资料：

信号的概念和系统的概念相互关联。一般来说，信号在系统中不是不变的，而是会以一定的规律运动、变化，而系统则是在输入信号的驱动下对它进行“加工”、“处理”并发送输出信号。在抽象意义上，系统和信号都可以被看作是序列。信号用来传递信息，是信息的载体。而系统是由若干相互关联或者相互作用的事物按一定规律组合成具有特定功能的整体。在数字信号处理的理论中，人们把能变换、加工数字信号的实体称为系统。