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《信号与系统：基于 Python 的理论与实践探索》是一部面向理工科学生和专业技术人员的经典教材，聚焦信号与系统的核心理论、数学表达及工程实践应用。全书以 “理论奠基 + 实践落地” 为核心思路，将抽象的信号与系统概念与 Python 编程实现深度结合，既覆盖基础理论体系，又提供可交互的实践案例，助力读者快速掌握信号处理与系统分析的核心能力。
核心内容框架
全书共 12 章，构建了从基础概念到高级应用的完整知识体系：
基础入门：第 1 章引入系统与信号的定义、分类及数学表征，通过激光雷达三维建模、脑网络分析、卫星影像建筑检测等实际案例，展现信号与系统的广泛应用场景；同时讲解信号的能量、功率特性，以及时间平移、反转、尺度变换等核心操作。
信号基础模块：第 2 章聚焦信号的基本构成单元，包括指数函数、单位冲激函数、单位阶跃函数等，详细分析连续时间与离散时间下这些基础函数的性质与应用，为复杂信号的构建奠定基础。
系统核心特性：第 3 章至第 5 章深入系统的数学建模与特性分析，涵盖系统的互联方式（串联、并联、混合、反馈控制）、核心性质（记忆性、因果性、可逆性、稳定性、时不变性、线性），以及线性时不变（LTI）系统的 impulse 响应、卷积运算、微分方程与差分方程表征，建立输入输出关系的严格数学表达。
频域分析体系：第 6 章至第 9 章是频域分析的核心内容，从连续时间周期信号的傅里叶级数出发，延伸至离散时间傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换与 z 变换，揭示信号在频域的表征规律，为滤波、频谱分析等应用提供理论支撑。
应用与落地：第 10 章至第 12 章聚焦实际应用，包括 LTI 系统的滤波特性、连续时间与离散时间的采样定理（香农采样定理）、信号重构等关键技术，打通从理论到工程实践的链路，同时通过 Python 代码示例实现理论概念的可视化与实操验证。
核心特色
理论与实践深度融合：全书每个核心概念均配套 Python 代码片段与交互案例，读者可通过调整参数观察信号与系统的变化规律，例如卷积运算、傅里叶变换的实时可视化，增强理论理解。
跨学科应用视角：案例覆盖计算机视觉、机器学习、神经科学、遥感探测、音频处理等多个领域，展现信号与系统理论的跨学科价值，助力读者建立工程思维。
数学严谨性与通俗性平衡：在保持数学推导严谨性的同时，通过阿尔罕布拉宫的对称瓷砖、音乐和声等生活化案例，降低抽象概念的理解门槛，兼顾理工科学生与工程技术人员的需求。
配套资源丰富：配套网站提供交互式学习材料，包括函数可视化工具、视频讲解、Python 程序代码等，支持读者自主探索与深度学习。
适用人群
高等院校计算机工程、电子信息工程、自动化、应用数学等专业的本科生、研究生；
从事信号处理、图像处理、机器学习、通信工程、嵌入式开发等领域的工程技术人员；
对信号与系统理论感兴趣，希望通过 Python 实现工程应用的自学者。
学习价值
通过学习本书，读者可掌握信号与系统的核心理论与数学工具，具备分析复杂信号、设计 LTI 系统的能力；同时通过 Python 编程实践，提升工程落地能力，为后续从事人工智能、通信技术、智能传感等领域的研究与开发奠定坚实基础。书中强调的 “系统思维” 与 “跨域应用” 视角，也将助力读者应对复杂工程问题的分析与解决。Signals and Systems