§1.1 消息、信息和信号
人类活动与信息科学密切相关；信息科学所研究 的内容是信息的获取、传递、存储、处理、综合和 再现；信息时代的标志—信息科学被广泛地应用。
1.消息——用载(媒)体表达的特定内容。
从新闻角度看，消息是关于人或事的报道。 报道的目的是希望更多的人了解某人或某事。
从通信角度看，消息是用语言、文字、数据、 图形图像和符号表达的、希望得到(或传递给 对方)的某种特定内容。
2.信息——消息中与研究对象有关的内容。 信息是消息中所包含的、能赋予人们新知识、
新概念的部分或人们希望获得的内容。
3.噪声——消息中无意义的部分。 不能赋予人们新知识、新概念的部分或人们
不感兴趣 或无规则的内容。噪声是相对概念。
4.信号——是传递消息的函数。 用某种量的变化来表示消息，通常把信号看
•若离散信号就是我们所需要的量，现用固定的位数 来存放。若大部分值达不到固定位数所表示的精度， 说明单位量选择不合适，故需要量化。
3.按周期性分：
•周期信号： 自变量具有无限性,函数值具有重 复性,能够求出最小周期的信号。 (如常数不是周期信号)
•非周期信号:不具有上述性质的信号。
4.按确定性分：
•确定信号：信号取值与其自变量之间有明确的 函数关系的一类信号。本课程是信
号分析的初级课程，只讨论确定信号。
•随机信号：信号取值为随机变量或根据自变 量不可预知信号取值的一类信号。
5.按信号取值类型分:
•实信号：信号取值为实数的信号。 •复信号：信号取值为复数的信号。
6.按信号所处的频率范围分：
低频、高频、视频、微波等信号。
x(t)
t
非因果信号
8.按对称性分：
•奇信号：关于原点对称 •偶信号：关于纵坐标对称 •非奇非偶的信号
9.按可积性分：
E

|
x(t)
|2
dt
(J ),
P lim 1 T /2 | x(t) |2 dt
(W )

T T T / 2
•能量有限信号：E , P 0 的非周期信号。 •功率有限信号：E , P 周期或随机信号。 •既不是能量有限，也不是功率有限的信号， E , p 0; E , P 如 x(t) t , t 。
§1.3 系统
一、系统的定义
系统广泛地存在于自然界、人类社会和人 类思维之中。
如生物体内共同完成一种或几种生理功能 而组成器官的总体称为生理系统（如呼吸系统、
•声波时差： 划分地层，判断气层和确定油、气界面 确定地层的孔隙度。
•自然伽玛：划分岩性，进行地层对比，确定储层泥质 含量和射孔的跟踪定位等。
•自然伽玛能谱：研究生油层，寻找页岩储集层，研究 沉积环境，求泥质含量，在开发过程 中，了解油水界面推进情况。
•井径：用途较多，如判断岩性等。
•密度：主要用途是判断岩性和求孔隙度。
地面地球物理勘探
(重、磁、电、震)
主要用来进行盆地、区域或
局部构造分析，寻找有利的油 气聚集场所和局部圈闭。
井中地球物理勘探
为识别地层岩性、物性、含
油性；评价固井、射孔、套 管质量；探测裂缝，研究沉 积特征等提供依据。
第一章 基本概念
本章内容： 1、消息、信息、信号的基本概念； 2、信号分类； 3、系统的基本概念及其分类； 4、信号与系统的关系； 5、学习“信号与系统”的目的及意义； 6、本课程所涉及内容。
成是时间t 的函数。 消息=信息+噪声。
一切运动或变化的物理量或非物理量，广义 地讲就是一种信号,这些变化的量传递着各种 不同的信息。自然界中存在着各种信号，有的 已被人们所认识，还有许多未被认识的信号。
• 消息与信号的区别:
消息强调用语言、文字、图像、数据等载体 表述的内容；
信号强调传递消息所用的是哪一种变化量, 弄清这种量之后,有利益寻找合适的传感器,对 信号进行采集。
地质勘探
非地震勘探

地球物理勘探
(重磁电）
地震勘探
地面地球物理勘探
油
气 勘
地球化学勘探
探

钻探

录井 测井

声波测井
电阻率测井 密度测井
井 中 地
固井
倾角测井
球 物 理
。
勘
试油
。
探
。
测井信号的用途：
•自然电位： 判断岩性、划分渗透性地层，求地层水 电阻率，估算泥质含量，判断水淹层。
7.按因果性分：
以自变量等于零为边界，将自变量大于等于 零时，函数值不全为零；当自变量小于零时， 函数值全为零的信号称为因果信号，其数学描 述为：当t 0, x(t ) 0;当t 0, x(t ) 0 ，否则 为非因果信号。
x(t)
t 因果信号
x(t)
t
非因果信号
x(t)
t 非因果信号
•信号与信息的区别： 某种量的变化就是信号，信号是传载消息
的函数;信息是消息中有意义的内容,只有对信 号进行分析处理之后，才能从中提出信息。
§1. 2 信号的分类
1.按自变量多少分： 一维信号: 如语音信号是声压随时间变化的信号 二维信号: 如图像信号是亮度随平面位置变化的信号 多维信号: 如三维信号是某量随空间位置变化的信号
2.按连续性分：
•模拟信号:
自变量连续取值的信号,函数值取值无限制。
•离散信号: 自变量离散取值的信号,函数值取值无限制。
•数字信号:
自变量被离散、函数值(有限制)被量化的信号。
量化涉及到两方面问题:
(1)量的转换； (2)用固定的位数来存放。
• 假设现要测量一个受力质点在不同时刻离开平衡位 置的位移情况。在质点上安放一个大小和质量可以忽 略不计的传感器，此传感器可以将质点的位移情况转 换成电流信号被记录下来。所记录的内容反映了电流 随离散时间的变化关系，而不是位移随离散时间的变 化关系。显然，需要将“电流量”转换成“位移量”。 当我们知道单位位移量所对应电流量之后，很容易将 “电流量”转换成“位移量” 。
《信号分析与处理》
专业基础课 主讲教师：段天友
引言:
• 我们所从事的工作主要是用重、磁、电、 震、测井信号来解决地下地质问题，因此必 须掌握信号分析的基本方法及有关基本理论；
• 在今后的工作中经常要写一些报告： 如 资料采集设计报告；资料处理报告；资料解 释报告等等。报告中通常会涉及信号分析的 有关术语因此必须掌握信号分析的基本概念 及其含义。