电子信息工程概论

1信息工程学科导论II电气与新能源学院电子工程系主讲：万钧力2一、“导论”课背景二、“导论”课的教学内容与教学思想三、电子信息工程专业规范第一讲、导论课与专业规范3一“导论”课背景1，学生的困惑2，当前的“导论”课状况3，电子信息科学技术的发展导致专业融合4，电子信息科学技术的学科领域交叉5，学科领域与产业的交叉6,“导论”课的教学目标45678910111213141516二、“导论”课的教学内容与教学思想1，学科定位2，主要知识领域定位3，以知识领域为背景侧重介绍应用4，介绍未来的发展走向171819202122三、电子信息科学与工程类本科专业指导性专业规范(试行)1、专业规范研制背景和指导思想2、电子信息科学与工程类专业的历史和现状3、电子信息工程的知识结构体系231、专业规范研制背景和指导思想教育部立项研究课题。2010年8月正式出版。涵盖电子信息工程（电子信息科学与技术）和通信工程两个本科指导性专业规范。为不同类型学校的相关专业建立自己的课程体系提供指导。242、电子信息科学与工程类专业的历史和现状1998年电子信息工程专业在国家指导下，将原来的十一个专业合并为一个专业：电子工程、应用电子技术、信息工程、电磁场与微波技术、广播电视工程、电子信息工程、无线电技术与信息技术、电子与信息技术、摄影测量与遥感（部分）、公共安全图像技术原来由理科院校的无线电物理学、电子学与信息系统和信息与电子科学等专业调整而来的电子信息科学与技术已经淡化了理工的差别，而通信工程和（电子）信息工程的专业内涵相互交融，通信工程侧重于通信系统和网络方面的技术，电子信息工程则更侧重于信息系统方面的技术。电子信息工程与通信工程、电子信息科学与技术是紧密结合的，具有很强的共源性和相互依赖性。253、电子信息工程的知识结构体系综合教育课程专业方向课程学科基础平台课程通识教育课程专业知识结构体系三个平台263、电子信息工程的知识结构体系规范了学科基础的知识领域和核心知识单元，对“电磁场与电磁波”等知识单元明确为核心知识单元。给出了相关知识领域的可选知识单元，供各校选择。对于核心知识单元给出了他们的基本知识点和可选知识点。学科基础273、电子信息工程的知识结构体系计算机知识领域电磁场知识领域学科基础知识结构体系信号系统与控制知识领域电路与电子学知识领域电路分析基础模拟电子技术数字电路与数字逻辑通信电子线路VLSI设计基础专用集成电路设计信号与系统自动控制原理数字信号处理随机信号处理计算机基础数字电路与数字逻辑微机原理与接口技术计算机组成原理计算机网络电磁场与电磁波电磁波工程学科基础知识结构体系283、电子信息工程的知识结构体系电路分析基础模拟电子技术专用集成电路设计通信电子电路VLSI设计基础微波电路数字电路与数字逻辑电路与电子学知识领域．．．．．．293、电子信息工程的知识结构体系信号与系统自动控制原理数字信号处理随机信号处理信号系统与控制知识领域信息论基础303、电子信息工程的知识结构体系电磁场与电磁波微波网络天线技术电磁波工程微波电路与器件电磁场理论知识领域．．．．．．313、电子信息工程的知识结构体系计算机基础（理工科通识教育）数字电路与数字逻辑微机原理与接口技术操作系统计算机组成原理单片机与嵌入式系统数据库计算机网络DSP处理器数据结构计算机知识领域323、电子信息工程的知识结构体系规范了学科基础实验的基本内容和可选内容。给出了最低学时要求。给出了工程设计实验的要求。应用两个以上知识单元的相关知识，设计一个具有一定功能的电子系统。要求至少3学分。给出工程设计实验的参考实例。明确创新训练为自主教育的重要组成部分，包括参加各类学科竞赛，如数学建模、电子设计竞赛、EDA竞赛、挑战杯竞赛等课外活动。实践环节333、电子信息工程的知识结构体系竞赛创新训练等实践教育所属知识领域实验单元或环节技能点实践教学知识结构体系343、电子信息工程的知识结构体系毕业设计(论文)基本规范在毕业设计（论文）的选题要求。选题范围、选题内容、任务书毕业设计（论文）的主要环节要求。选题、开题报告、中期检查、撰写毕业设计报告（论文）、评阅、答辩毕业设计（论文）相关文档。毕业设计报告、任务书、开题报告和中期检查材料、评阅和答辩材料以及成绩。毕业设计的时间和学分要求。至少为8周，学分不得低于8学分。353、电子信息工程的知识结构体系给出了十二个典型的专业方向：信号与信息处理、通信工程、多媒体信息处理、雷达系统、光信息处理、测控系统、导航系统、微电子电路系统、广播电视工程、网络工程、信息安全、电子测量。对信号与信息处理和通信工程两个专业方向给出了知识体系描述，包括核心知识单元和知识点。专业方向知识体系363、电子信息工程的知识结构体系专业方向知识体系信号与信息处理专业方向图像处理语音信号处理数字信号处理器数字信号处理随机信号处理信息论基础37思考题根据自己对本专业的认识，结合本科人才培养方案，构建自己的专业知识结构体系38第二讲、专业技术与应用一、信息技术慨述二、主要的信息技术三、信息技术应用与信息产业39一、信息技术慨述1、信息科学技术的分类2、电子信息技术的内涵3、电子信息技术体系401、信息科学技术的分类（一），按结构层次分类信息科学技术按结构层次可分为三大类:1)信息基础技术——主要包括新材料新能源、新器件的开发或制造技术，它是整个信息技术的基础。具体有:微电子技术:如集成电路设计、集成电路制造技术:光子技术:如光材料、光器件、光学系统的开发和制造技术光电子技术:如硅半导体材料、金属氧化物、半导体材料，砷化嫁材料的开发和利用技术，半导体光电器件的开发利用技术。411、信息科学技术的分类2)信息系统技术——即有关信获取、传递、处理和控制技术。具体有:·信信获取技术:如传感技术、检测技术等;·信息处理技术：机算机软件和硬件技术:·信息传输技术:网络通信技术、微波通信技术、卫;星通信技术:·信息控制技术:如反馈控制技术、现代控制技术。3)信息应用技术——即有关信息的实际应用技术，即指信息管理、信息控制、信息决策等社会信息应用技术，如：办公自动化、企业管理自动化、电子商务、电子政务等。421、信息科学技术的分类（二）、按应用领域分类信息科学技术按其应用领域可分为两类，即社会信息科学技术和自然信息科学技术，前者称之为管理信息系统，后者称之为工程信息系统。（1）管理信息系统——管理信息系统是指根据社会信息实施科学管理的信息系统。它是管理科学、系统科学、计算机科学等组合起来的新的边缘科学，它能帮助人们实测国民经济部门或企业的运行情况，能利用过去和现在的信息，预测未来的发展或变化，能从全局出发辅助决策，能利用信息控制国民经济部门或企业的活动，帮助其实现规划目标。管理信息系统一般都由信息数据的输入、输出、传输、存储和加工、处理四部分组成。431、信息科学技术的分类(2),工程信息系统——工程信息系统这里指的是面对自然科学领域的工程信息系统。它是由工程科学、系统科学和计算机科学等组合构成的交叉学科，由于信息科学技术的高速发展，目前工程信息系统分支甚多，如电子信息工程、通信工程、电气工程、自动化、光电工程、生物工程、现场控制、现代检测等等。工程信息系统的发展，帮助人们更好地认识世界和改造世界，推动人类社会的进步。工程信息系统由四大部分组成:·感测技术:即以传感器为感觉器官的现代检测技术:·通信技术:即以计算机网络、电话、电视和卫星为通信工具的信息传输技术:·处理技术:即以机算机为核心的智能信息加工处理技术;·控制技术:即以控制器，调节器为执行机构的反馈自动控制技术。442、电子信息技术的内涵以信息技术为灵魂的电子技术电子技术信息技术以电子技术为实现方法的信息技术具有广泛应用领域的工程技术45其归属：技术科学和应用科学。电子信息技术是研究开发、设计、生产、维护和管理电子信息产品和系统的理论与技术；也是工业实现信息化的技术。电子信息技术的定义：2、电子信息技术的内涵462、电子信息技术的内涵基本电子技术——信号与系统观察技术：电子测量技术——EDA技术：仿真分析与设计技术模拟电路设计与调试数字电路设计与调试（包括FPGA）嵌入式系统应用设计与调试（包括FPGA）数字信号处理应用设计与调试应用算法设计与调试IC应用设计与调试不同应用背景下专门电子技术47基本电子技术编程技术电子电路设计技术计算机应用技术电子测量技术信号处理技术电路仿真技术系统仿真技术基本电磁技术嵌入式系统应用技术网络与接口技术传感器应用技术数字信号处理应用技术工程领域应用技术3、电子信息技术体系48二、主要的信息技术1、信息获取2、信息传输3、信息处理4、信息存储5、信息利用491、信息获取1）语音是人类使用最频繁、使用最多的交流信息的工具。语音获取使用最多。语音获取方法获取的语音波形4磁体线圈纸盒送话器501、信息获取2）图像信息获取方法：光电摄像、CCD成像、红外成像、微波成像、X光医学图像等。光电摄像管CCD成像器件多光谱地面成像照片X光医学图像511、信息获取3）物理参数：如温度、压力、张力、变形、流量（液体或气体）、流速等。采用相应的参数传感器，广泛用于各工业、工程和国防控制系统中。温度传感器压力传感器流量传感器传感器是将物理参数变成电信号。522、信息传输通信系统的模型电话、广播、电视、互联网，都是信息传输系统。也称通信系统。消息：指语音、文字、数据或图像非电信号5352、信息传输单工双工通信系统类型半双工无线集群通信固定电话移动电话广播电视注：广播、电视数字化后，用户可上传信息（如点播节目），但这是利用上传通道（另一通道）实现的。这不叫双工，互联网有类似情况。54信息传输的主要理论编码理论调制理论检测理论在大学“通信原理”课程中讲授信息传输的其他课程详见通信工程专业教学计划提示：信息传输的理论和技术在电子信息科学技术中占有很大比重，但有待优化。移动通信锁相技术程控交换通信系统通信网微波技术及天线通信软件数字视频技术通信系统仿真（等）电视原理2、信息传输55语音信息处理语音数据压缩语音识别语音合成主要用于智能机器人、翻译机和智能玩具等从64千比/秒（固定电话）己降至1.2kbit/s（CDMA移动电话）数字图像处理图像数据压缩图像增强图像复原图像重建图像分割主要用于机器视觉、工业生产监控、公安交通、医疗卫生、资源勘探、武器制导、农业估产、灾害评估等等。（详见第十二章）评：数字图像处理技术己应用十分广泛！3、信息处理56印刷体汉字识别汉字识别联机手写体汉字识别脱机手写体汉字识别手写体汉字识别尚在发展中。用于手机、计算机汉字输入。已较成熟。语义识别（自然语言处理、自然语言理解）基于推理、人工智能；用作不同语言的翻译机。正迅速发展。3、信息处理57信息处理相关课程数字图像处理数字语音处理模式识别与人工智能自然语言理解涉及研究生课程3、信息处理584、信息存储硬盘光盘闪存/SD卡1.5英寸——摄像机中使用。2.5英寸——笔记本电脑使用。3.5英寸——台式机使用。主流硬盘容量为120～500GB，已有1000GB产品。DVD容量：4.7~8.3GB纳米存储器容量可达16GB（USB移动存储器）、SD卡容量更大。21世纪新的存储器件（正大力研究）信息存储器件硬盘光盘USB闪存、SD卡45SD5945、信息利用信息利用能力：信息无处不在，它既存在于网络，也存在于人们的周围。是否善于利用外部信息资源，对外部信息的利用效率与质量，反映了一个人的信息利用能力，它决定了一个人的发展空间与成就大小。网络时代：给信息传播和人们获取信息提供了前所未有的优越条件。网络信息检索是介绍从网络中获取信息的方法。信息利用领域：电子商务、网络经济、远程教育、远程医疗、影视制作、各类信息服务业等。60三、信息技术应用与信息产业1、电子信息产业及与学科之间的关系2、信号与信息处理技术的主要应用领域3、信息处理的应用举例4、工业信息化的重点行业5、电子信息产业是吸纳就业的重要行业61计算机硬件曙光超级计算机笔记本电脑微电子产