数字信号处理是把信号用数字或符号表示成序列,通过计算机或通用(专用)信号处理设备,用数值计算方法进行各种处理,达到提取有用信息便于应用的目的。例如:滤波、检测、变换、增强、估计、识别、参数提取、频谱分析等。
一般地讲,数字信号处理涉及三个步骤:
⑴模数转换(A/D转换):把模拟信号变成数字信号,是一个对自变量和幅值同时进行离散化的过程,基本的理论保证是采样定理。
⑵数字信号处理(DSP):包括变换域分析(如频域变换)、数字滤波、识别、合成等。
⑶数模转换(D/A转换):把经过处理的数字信号还原为模拟信号。通常,这一步并不是必须的。 作为DSP的成功例子有很多,如医用CT断层成像扫描仪的发明。它是利用生物体的各个部位对X射线吸收率不同的现象,并利用各个方向扫描的投影数据再构造出检测体剖面图的仪器。这种仪器中fft(快速傅里叶变换)起到了快速计算的作用。以后相继研制出的还有:采用正电子的CT机和基于核磁共振的CT机等仪器,它们为医学领域作出了很大的贡献。
信号处理的目的是:削弱信号中的多余内容;滤出混杂的噪声和干扰;或者将信号变换成容易处理、传输、分析与识别的形式,以便后续的其它处理。
❷ 计算机专业本科的《数值计算方法》都讲了哪些内容
《数值计算方法》是数学类专业(如信息与计算专业、数学与应用数学专业)的专业基础课,主要包括数值逼近、数值代数和微分方程数值解三个部分。随着学分制改革的推进,该课程也可作为学校部分工科专业学生的选修课。以前我校面向部分工科专业学生开设的《计算方法》课程的大部分内容都包含在《数值计算方法》课程中。
随着计算机技术的发展和科学技术的进步,科学计算的应用范围已扩大到许多的学科领域,已经形成了一些边缘学科。例如,计算物理、计算力学、计算化学等。目前,实验、理论和计算已经成为了人们进行科学活动的三大方法。对从事工程与科学技术工作的人员,学习和掌握《数值计算方法》是非常必要的。
数值计算方法是数学的一个分支,但它又不象纯数学那样只研究数学本身的理论,而是把数学理论与计算方法紧密结合,既有纯数学高度抽象性的特点,又有应用的广泛性与实际试验的高度技术性的特点,是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程,着重研究数学问题的数值方法及其理论。
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❸ 计算方法这门课主要学什么
计算方法这门课主要学现代科学计算中常用的数值计算方法及其原理。
计算方法是信息与计算科学专业的一门主要专业基础课程。使学生学习并掌握现代科学计算中常用的数值计算方法及其原理。
包括线性方程组的数值解、非线性方程(组)的数值解法、插值法、函数的最佳一致逼近与最佳平方逼近、曲线拟合、数值积分与数值微分、常微分方程的数值解法以及数值求解矩阵的特征值与特征向量等。
并通过上机实习熟练数值方法与一些数学软件的结合运用,达到理论与实践的和谐统一。为解决科学与工程中的实际问题打好基础,同时为后继课程的学习提供必要的知识。
课程性质:
计算方法是数学学科的一个分支,是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程,也是科学计算的基础。地位十分重要。授课对象为信息与计算机科学专业第三学期学生,课程总学时60学时。
计算方法是以各类数学问题的数值解法作为研究对象,并结合现代计算机科学与技术为解决科学与工程中遇到的各类数学问题提供基本的算法。
❹ 传统的数值计算方法包括哪些内容现在的数值计算方法包括哪些内容
随着计算机和计算方法的飞速发展,几乎所有学科都走向定量化和精确化,从而产生了一系列计算性的学科分支,如计算物理、计算化学、计算生物学、计算地质学、计算气象学和计算材料学等,计算数学中的数值计算方法则是解决“计算”问题的桥梁和工具。我们知道,计算能力是计算工具和计算方法的效率的乘积,提高计算方法的效率与提高计算机硬件的效率同样重要。科学计算已用到科学技术和社会生活的各个领域中。
数值计算方法,是一种研究并解决数学问题的数值近似解方法, 是在计算机上使用的解数学问题的方法,简称计算方法。
在科学研究和工程技术中都要用到各种计算方法。 例如,在航天航空、地质勘探、汽车制造、桥梁设计、 天气预报和汉字字样设计中都有计算方法的踪影。
计算方法既有数学类课程中理论上的抽象性和严谨性,又有实用性和实验性的技术特征, 计算方法是一门理论性和实践性都很强的学科。 在70年代,大多数学校仅在数学系的计算数学专业和计算机系开设计算方法这门课程。 随着计算机技术的迅速发展和普及, 现在计算方法课程几乎已成为所有理工科学生的必修课程。
计算方法的计算对象是微积分,线性代数,常微分方程中的数学问题。 内容包括:插值和拟合、数值微分和数值积分、求解线性方程组的直接法和迭代法、 计算矩阵特征值和特征向量和常微分方程数值解等问题。