主 讲：阎鸿森 教 授
王 霞 副教授
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 使用教材：
,信号与线性系统,,阎鸿森、王新凤、田惠生编，
西安交通大学出版社,1999年 8月第 1 版
? 适用专业：
计算机科学与技术、电子科学与技术
? 学时与学分：
总学时 64,其中讲课 58 学时，实验 6 学时
学分 4.0
第一章 绪 论
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
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。
? 为什么要学习该课程？
? 怎样才能学好该课程？
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
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系统的作用。
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 ——
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.1 信号的概念
1,消息与信号：
信息需要以某种物理方式来表达，如：语言、
文字、图画、数据、符号等等。这些按一定规则组
织起来的约定符号称为 消息 。
为了便于高速度、远距离、高效率地传输和有
效的处理消息，需要将消息转变成 信号 。
信号作为消息的载体，也是消息的表现形式。
通常表现为随时间变化的物理量，如：声、光、电
力等等。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
电信号,随时间变化的电流、电压、电荷、磁通。
2,信号的分类：
? 确知信号与随机信号
工程实际中信号的不确定性，信号传输中的
干扰与噪声。
?连续时间信号与离散时间信号
用连续变量的函数表示的信号称为连续时间
信号；用离散变量的函数表示的信号称为离散时
间信号。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 周期信号与非周期信号
本课程研究的对象是：确知的连续时间和离散
时间信号，既包括周期信号，也包括非周期信号。
正弦波信号
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
颈部核磁共振成像
离散时间信号
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
3,信号的特性：
? 时间特性 —— 表现为信号的波形随时间变化。
? 频率特性 —— 表现为不同的信号包含有不同的频
率分量，有不同的频谱和带宽。
? 能量特性 —— 信号的传输必然伴随着能量的传递，
据此，可将信号区分为 能量信号与功率信号 。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.2 系统的概念
1,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。 例如,一个 RC电路
是一个系统，一架照相机、电视机、汽车、输变电
网、交通网、计算机网络、通信网,导弹防御控制
系统等 都是物理的系统；一个政府的经济 决策支持
过程、企业的管理调控体系、国家的司法体系, 金
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
融财政体系也是一个系统，只不过是非物理的系统。
2,信号传输系统：
变
换
器
发送系统 信道 接收系统
变
换
器
消息 信号 信号 消息
调制 解调
3,系统的分类：
按照不同的方法可以将系统区分为不同的类型。
连续时间系统,输入信号与输出信号都是连续
时间信号的系统。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
离散时间系统,输入信号与输出信号都是离散
时间信号的系统。
依据系统自身的特性可将系统划分为：
? 线性系统与非线性系统
? 时变系统与时不变系统
? 瞬时系统与动态系统（无记忆系统与记忆系统）
? 因果系统与非因果系统
? 可逆系统与不可逆系统
? 稳定系统与不稳定系统
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
按照构成系统的参数可分为：
? 集总参数系统与分布参数系统
本课程研究的对象是,线性时不变系统 —
—
Linear Time-Invariant Systems （ LTI系
统）,既包括连续时间 LTI系统，也包括离散
时间 LTI系统。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.3 信号与系统分析
1.信号分析：
基本目的 是：揭示信号自身的特性（如：时间
特性、频率特性），以及信号发生改变时，信号特
性的相应改变。
基本思想 是：设法将信号分解成简单基本单元
信号的线性组合。
由于对信号的分解可以在时域、频域、变换域
进行，因而产生了三种相应的信号分析方法：
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 时域分析：
以 或 作为构成信号的基本单元。
? 频域分析：
以 或 作为分解信号的基本单元。
? 变换域分析：
以 或 作为分解信号的基本单元。
()t? ()n?
jte ? jne ?
ste nz
为了揭示连续时间信号与离散时间信号之间
的联系，还要研究 采样理论 。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
为了适应数字技术与计算机技术的发展，需要讨
论有关数字信号处理的基本知识，包括 DFT和 FFT.
2,LTI系统分析：
对系统的研究一般包括,系统分析 与 系统综合 。
系统分析的任务是：
? 求已知系统对给定输入信号所产生的响应。
? 已知系统的激励与响应，确定系统的特性。
系统分析的基本过程包括：
? 为系统建立数学模型；
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 对数学模型进行求解；
? 对所得到的解，赋予物理的解释。
LTI系统的数学模型可分为两种类型，即,输入
输出模型 和 状态空间模型 。
与信号的分析方法相对应,LTI系统的分析方法
（即对系统模型的求解方法）也有三种，这就是：
时域分析法、频域分析法、变换域分析法。
作为信号与系统分析方法在工程领域的应用，还
将讨论关于信号滤波及通信系统的有关问题。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.4, 信号与系统, 课程
1.,信号与系统, 课程的任务与地位,
信号与系统 是电气信息类各专业的 核心课程 。
该课程的基本概念和方法，对所有工程类专业都是
很重要的。
信号与系统分析方法的应用范围一直在不断扩
大。
该课程不仅是工程教育中一门 最基本的课程,
而且能够成为工程类学生在大学教育阶段所修课程
中 最有得益，而又引人入胜和最有用处的一门课程。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
2,信号与系统分析的主要应用领域,
? 电路设计、通信、生物工程、远程医疗等；
? 信号处理、图象恢复与增强、噪声抑制等；
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
噪声干扰
图象恢复
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 工业控制、化工过程控制、资源遥感、地震
预报、测控导航与制导、人工智能、高效农业、
交通监控等；
直流电动机调速系统
? 经济预测、财务统计、股市分析等；
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
3.学习, 信号与系统, 课程的目标与要求,
掌握信号与系统分析的基本概念、基本理论与分
析方法，灵活应用所学习的理论与方法解决各种相
关的问题。
要做到,理解概念、掌握方法、多做多练、融会贯
通。为此，必须认真地完成一定数量的习题。认真
做好相关的教学实验。认真把握各个教学环节，充
分利用答疑时间，及时解决学习中的疑难问题。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
参考学时分配
第一章,1学时
第二章,6学时
第三章,6学时
第四章,12学时
第五章, 11学时
第六章,6学时
第七章,6学时
第八章,6学时
总计：授课 54学时，实验 6学时，
复习 2学时,机动 2学时
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
参考书目录
A.V.Oppenheim,A.S.Willsky with I.T.Young,
Signals and Systems,Prentice-Hall,Inc,1997.
吴湘淇,, 信号、系统与信号处理,
北京：电子工业出版社,1996.
郑君里、杨为理,, 信号与系统,
清华大学出版社,1999.
管致中，夏恭恪,, 信号与线性系统,
人民教育出版社,1983.
王 霞 副教授
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 使用教材：
,信号与线性系统,,阎鸿森、王新凤、田惠生编，
西安交通大学出版社,1999年 8月第 1 版
? 适用专业：
计算机科学与技术、电子科学与技术
? 学时与学分：
总学时 64,其中讲课 58 学时，实验 6 学时
学分 4.0
第一章 绪 论
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
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。
? 为什么要学习该课程？
? 怎样才能学好该课程？
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
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系统的作用。
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 ——
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.1 信号的概念
1,消息与信号：
信息需要以某种物理方式来表达，如：语言、
文字、图画、数据、符号等等。这些按一定规则组
织起来的约定符号称为 消息 。
为了便于高速度、远距离、高效率地传输和有
效的处理消息，需要将消息转变成 信号 。
信号作为消息的载体，也是消息的表现形式。
通常表现为随时间变化的物理量，如：声、光、电
力等等。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
电信号,随时间变化的电流、电压、电荷、磁通。
2,信号的分类：
? 确知信号与随机信号
工程实际中信号的不确定性，信号传输中的
干扰与噪声。
?连续时间信号与离散时间信号
用连续变量的函数表示的信号称为连续时间
信号；用离散变量的函数表示的信号称为离散时
间信号。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 周期信号与非周期信号
本课程研究的对象是：确知的连续时间和离散
时间信号，既包括周期信号，也包括非周期信号。
正弦波信号
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
颈部核磁共振成像
离散时间信号
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
3,信号的特性：
? 时间特性 —— 表现为信号的波形随时间变化。
? 频率特性 —— 表现为不同的信号包含有不同的频
率分量，有不同的频谱和带宽。
? 能量特性 —— 信号的传输必然伴随着能量的传递，
据此，可将信号区分为 能量信号与功率信号 。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.2 系统的概念
1,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。 例如,一个 RC电路
是一个系统，一架照相机、电视机、汽车、输变电
网、交通网、计算机网络、通信网,导弹防御控制
系统等 都是物理的系统；一个政府的经济 决策支持
过程、企业的管理调控体系、国家的司法体系, 金
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
融财政体系也是一个系统，只不过是非物理的系统。
2,信号传输系统：
变
换
器
发送系统 信道 接收系统
变
换
器
消息 信号 信号 消息
调制 解调
3,系统的分类：
按照不同的方法可以将系统区分为不同的类型。
连续时间系统,输入信号与输出信号都是连续
时间信号的系统。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
离散时间系统,输入信号与输出信号都是离散
时间信号的系统。
依据系统自身的特性可将系统划分为：
? 线性系统与非线性系统
? 时变系统与时不变系统
? 瞬时系统与动态系统（无记忆系统与记忆系统）
? 因果系统与非因果系统
? 可逆系统与不可逆系统
? 稳定系统与不稳定系统
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
按照构成系统的参数可分为：
? 集总参数系统与分布参数系统
本课程研究的对象是,线性时不变系统 —
—
Linear Time-Invariant Systems （ LTI系
统）,既包括连续时间 LTI系统，也包括离散
时间 LTI系统。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.3 信号与系统分析
1.信号分析：
基本目的 是：揭示信号自身的特性（如：时间
特性、频率特性），以及信号发生改变时，信号特
性的相应改变。
基本思想 是：设法将信号分解成简单基本单元
信号的线性组合。
由于对信号的分解可以在时域、频域、变换域
进行，因而产生了三种相应的信号分析方法：
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 时域分析：
以 或 作为构成信号的基本单元。
? 频域分析：
以 或 作为分解信号的基本单元。
? 变换域分析：
以 或 作为分解信号的基本单元。
()t? ()n?
jte ? jne ?
ste nz
为了揭示连续时间信号与离散时间信号之间
的联系，还要研究 采样理论 。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
为了适应数字技术与计算机技术的发展，需要讨
论有关数字信号处理的基本知识，包括 DFT和 FFT.
2,LTI系统分析：
对系统的研究一般包括,系统分析 与 系统综合 。
系统分析的任务是：
? 求已知系统对给定输入信号所产生的响应。
? 已知系统的激励与响应，确定系统的特性。
系统分析的基本过程包括：
? 为系统建立数学模型；
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 对数学模型进行求解；
? 对所得到的解，赋予物理的解释。
LTI系统的数学模型可分为两种类型，即,输入
输出模型 和 状态空间模型 。
与信号的分析方法相对应,LTI系统的分析方法
（即对系统模型的求解方法）也有三种，这就是：
时域分析法、频域分析法、变换域分析法。
作为信号与系统分析方法在工程领域的应用，还
将讨论关于信号滤波及通信系统的有关问题。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
1.4, 信号与系统, 课程
1.,信号与系统, 课程的任务与地位,
信号与系统 是电气信息类各专业的 核心课程 。
该课程的基本概念和方法，对所有工程类专业都是
很重要的。
信号与系统分析方法的应用范围一直在不断扩
大。
该课程不仅是工程教育中一门 最基本的课程,
而且能够成为工程类学生在大学教育阶段所修课程
中 最有得益，而又引人入胜和最有用处的一门课程。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
2,信号与系统分析的主要应用领域,
? 电路设计、通信、生物工程、远程医疗等；
? 信号处理、图象恢复与增强、噪声抑制等；
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
噪声干扰
图象恢复
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
? 工业控制、化工过程控制、资源遥感、地震
预报、测控导航与制导、人工智能、高效农业、
交通监控等；
直流电动机调速系统
? 经济预测、财务统计、股市分析等；
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
3.学习, 信号与系统, 课程的目标与要求,
掌握信号与系统分析的基本概念、基本理论与分
析方法，灵活应用所学习的理论与方法解决各种相
关的问题。
要做到,理解概念、掌握方法、多做多练、融会贯
通。为此，必须认真地完成一定数量的习题。认真
做好相关的教学实验。认真把握各个教学环节，充
分利用答疑时间，及时解决学习中的疑难问题。
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
参考学时分配
第一章,1学时
第二章,6学时
第三章,6学时
第四章,12学时
第五章, 11学时
第六章,6学时
第七章,6学时
第八章,6学时
总计：授课 54学时，实验 6学时，
复习 2学时,机动 2学时
主讲教师：阎鸿森 教授 王 霞 副教授第一章：绪论
参考书目录
A.V.Oppenheim,A.S.Willsky with I.T.Young,
Signals and Systems,Prentice-Hall,Inc,1997.
吴湘淇,, 信号、系统与信号处理,
北京：电子工业出版社,1996.
郑君里、杨为理,, 信号与系统,
清华大学出版社,1999.
管致中，夏恭恪,, 信号与线性系统,
人民教育出版社,1983.
