電子信息工程概論

前言

　　人類歷史中，信息技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了五次革命。第一次是語(yǔ)言的產(chǎn)生；第二次是文字的產(chǎn)生，標(biāo)志著人類信息的存儲(chǔ)與傳播取得了重大突破；第三次是造紙術(shù)和印刷術(shù)的發(fā)明；第四次是電報(bào)、電話、廣播電視的發(fā)明與普及；第五次是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。信息技術(shù)（Information Technology，IT）是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門(mén)綜合性的技術(shù)?！　⌒畔⒓夹g(shù)是指應(yīng)用信息科學(xué)的原理與方法，有效地實(shí)現(xiàn)信息的獲取、存儲(chǔ)、傳遞、處理等功能的技術(shù)，它主要包括傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等；信息技術(shù)在信息處理環(huán)節(jié)上分為信息采集技術(shù)、信息傳遞技術(shù)和信息處理技術(shù)。信息技術(shù)能夠延長(zhǎng)或擴(kuò)展人的信息功能。信息技術(shù)可能是機(jī)械的，也可能是激光的；可能是電子的，也可能是生物的。本教材以電子信息技術(shù)為核心，介紹電子信息技術(shù)中的傳感技術(shù)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、信號(hào)處理技術(shù)、通信技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等?！　”緯?shū)是針對(duì)剛?cè)氪髮W(xué)校門(mén)的信息類專業(yè)新生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)導(dǎo)論課程和非信息專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)的公共選修課程而編寫(xiě)的。為了使新生對(duì)信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域所包含的各個(gè)學(xué)科、各個(gè)領(lǐng)域有一個(gè)整體的、較為全面的了解，對(duì)信息科學(xué)技術(shù)各個(gè)主要學(xué)科方向的發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)等有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生對(duì)電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)有一個(gè)比較明確的概念，作者是在通過(guò)總結(jié)多年的教學(xué)實(shí)踐體會(huì)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)了本書(shū)?！　”緯?shū)注重選材，內(nèi)容豐富，層次分明，通俗易懂。在清楚闡述基本概念、基本原理和基本分析方法的同時(shí)，更加注重知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，以大量圖或表的形式來(lái)展現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的原理和關(guān)系，列舉了一些電子信息技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防中應(yīng)用的典型例子?！　”緯?shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到了武漢理工大學(xué)信息學(xué)院王虹教授，闕大順教授，沈維聰副教授，胡君萍副教授和阮軍副教授的支持，他們對(duì)本書(shū)提出了很好的寶貴意見(jiàn)；本書(shū)還得到了研究生金克瓊、楊愛(ài)龍、李辰、李旋、張宇敏、胡婷、柯海舟、李暉、楊洋、付顏哲等同學(xué)的幫助。在編寫(xiě)本書(shū)的過(guò)程中參考了大量的電子信息文獻(xiàn)，作者對(duì)這些作者表示真誠(chéng)的感謝。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要介紹電子信息技術(shù)發(fā)展史、傳感器技術(shù)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、信號(hào)的分析及處理技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息交換及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和自動(dòng)控制系統(tǒng)；另外，還介紹電子信息工程在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和交通領(lǐng)域的應(yīng)用，特別對(duì)電子信息在上海世博會(huì)中圍繞安全可靠、整合先進(jìn)的信息化理念、綜合利用信息技術(shù)、推進(jìn)IT技術(shù)創(chuàng)新的創(chuàng)新亮點(diǎn)，通過(guò)具體的應(yīng)用事例加以展示；最后，介紹電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與人才素質(zhì)要求。    本書(shū)可作為信息類專業(yè)的專業(yè)導(dǎo)論課程和非信息類專業(yè)公共選修課程的教材，也可作為普及電子信息技術(shù)的科普型讀物，可供高中以上文化程度的人員閱讀、參考。

書(shū)籍目錄

第1章  電子信息技術(shù)發(fā)展史  1.1  電的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展    1.1.1  電的發(fā)現(xiàn)    1.1.2  電的效應(yīng)    1.1.3  歐姆定理實(shí)驗(yàn)    1.1.4  電磁波的發(fā)現(xiàn)  1.2  電子線路元件的發(fā)展    1.2.1  電子的發(fā)現(xiàn)    1.2.2  電子管    1.2.3  晶體管    1.2.4  集成電路  1.3  通信技術(shù)的發(fā)展    1.3.1  早期通信方式    1.3.2  近代通信技術(shù)    1.3.3  現(xiàn)代通信技術(shù)    1.3.4  未來(lái)通信技術(shù)發(fā)展方向  1.4  計(jì)算機(jī)的發(fā)展    1.4.1  機(jī)械計(jì)算機(jī)的發(fā)明    1.4.2  電子計(jì)算機(jī)誕生    1.4.3  晶體管計(jì)算機(jī)的發(fā)展    1.4.4  集成電路計(jì)算機(jī)的發(fā)展    1.4.5  電子計(jì)算機(jī)智能化趨勢(shì)  1.5  自動(dòng)控制理論的發(fā)展    1.5.1  經(jīng)典(自動(dòng))控制理論    1.5.2  現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展    1.5.3  控制理論幾個(gè)重要分支    本章結(jié)束語(yǔ)第2章  傳感器技術(shù)  2.1  傳感器基礎(chǔ)    2.1.1  傳感器的基本概念    2.1.2  傳感器的作用    2.1.3  傳感器的分類  2.2  傳感器的數(shù)學(xué)模型    2.2.1  靜態(tài)模型    2.2.2  動(dòng)態(tài)模型  2.3  傳感器的基本特性    2.3.1  靜態(tài)特性    2.3.2  動(dòng)態(tài)特性  2.4  傳感器的應(yīng)用    2.4.1  力傳感器    2.4.2  磁電式傳感器    2.4.3  溫度傳感器    2.4.4  光傳感器    2.4.5  紅外線傳感器    2.4.6  生物傳感器  2.5  傳感器的發(fā)展趨勢(shì)    本章結(jié)束語(yǔ)第3章  電子技術(shù)基礎(chǔ)  3.1  電路基礎(chǔ)    3.1.1  電路和電路模型    3.1.2  基爾霍夫定律    3.1.3  電路中的常用定理  3.2  模擬電子線路技術(shù)    3.2.1  PN結(jié)工作原理    3.2.2  半導(dǎo)體二極管    3.2.3  半導(dǎo)體三極管    3.2.4  場(chǎng)效應(yīng)管    3.2.5  模擬電子電路的基礎(chǔ)應(yīng)用  3.3  數(shù)字電路技術(shù)    3.3.1  數(shù)字電路的基本概念與特征    3.3.2  數(shù)字電路分類    3.3.3  基本邏輯電路    3.3.4  數(shù)字電路的應(yīng)用  3.4  集成電路技術(shù)    3.4.1  集成電路的分類    3.4.2  集成電路設(shè)計(jì)流程    3.4.3  集成電路芯片制造工藝  3.5  微電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)    3.5.1  設(shè)計(jì)方法分類    3.5.2  門(mén)陣列    3.5.3  可編程陣列邏輯(PAL)    3.5.4  通用陣列邏輯(GAL)    3.5.5  現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)    3.5.6  專用集成電路(ASIC)    3.5.7  片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)    本章結(jié)束語(yǔ)第4章  信號(hào)的分析及處理技術(shù)  4.1  信號(hào)分析基礎(chǔ)    4.1.1  信號(hào)的定義與描述    4.1.2  信號(hào)分析和處理的目的及方法    4.1.3  信號(hào)的分類    4.1.4  典型信號(hào)及其基本特性    4.1.5  系統(tǒng)的概念    4.1.6  系統(tǒng)的分類  4.2  語(yǔ)音信號(hào)處理    4.2.1  語(yǔ)言信號(hào)處理的基本內(nèi)容    4.2.2  語(yǔ)音信號(hào)處理的應(yīng)用及發(fā)展方向  4.3  數(shù)字圖像處理    4.3.1  數(shù)字圖像處理的基本內(nèi)容    4.3.2  數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)    4.3.3  數(shù)字圖像處理的應(yīng)用    本章結(jié)束語(yǔ)第5章  信息傳輸技術(shù)  5.1  信息傳輸基礎(chǔ)    5.1.1  通信的定義    5.1.2  通信系統(tǒng)一般模型    5.1.3  通信系統(tǒng)分類    5.1.4  多路復(fù)用技術(shù)  5.2  信號(hào)的編碼與解碼    5.2.1  信源編碼    5.2.2  信道編碼  5.3  信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)    5.3.1  調(diào)制與解調(diào)    5.3.2  模擬調(diào)制    5.3.3  數(shù)字調(diào)制  5.4  信號(hào)的傳輸通道    5.4.1  有線傳輸    5.4.2  無(wú)線傳輸    本章結(jié)束語(yǔ)第6章  信息交換及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)  6.1  信息交換基礎(chǔ)  6.2  信息交換方式    6.2.1  電路交換    6.2.2  報(bào)文交換    6.2.3  分組交換    6.2.4  ATM交換    6.2.5  光交換  6.3  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)    6.3.1  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成    6.3.2  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類  6.4  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)    6.4.1  網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳遞過(guò)程    6.4.2  OSI參考模型  6.5  局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)  6.6  網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備    6.6.1  主體設(shè)備    6.6.2  連接設(shè)備    6.6.3  網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)  6.7  局域網(wǎng)架構(gòu)    本章結(jié)束語(yǔ)第7章  計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)  7.1  計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)    7.2  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)    7.2.1  計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)    7.2.2  計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)    7.2.3  計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)  7.3  軟件工程    7.3.1  軟件的發(fā)展    7.3.2  軟件危機(jī)    7.3.3  軟件工程的概念    7.3.4  軟件工程的三要素    7.3.5  軟件生命周期  7.4  計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)    7.4.1  指令系統(tǒng)    7.4.2  計(jì)算機(jī)語(yǔ)言    7.4.3  計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)    7.4.4  計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域    本章結(jié)束語(yǔ)第8章  自動(dòng)控制技術(shù)  8.1  自動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)    8.1.1  自動(dòng)控制的基本方法    8.1.2  自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程  8.2  自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類    8.2.1  按輸入信號(hào)特征分類    8.2.2  按所使用的數(shù)學(xué)方法分類  8.3  自動(dòng)控制理論的研究?jī)?nèi)容及方法    8.3.1  研究?jī)?nèi)容    8.3.2  研究方法  8.4  自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)    8.4.1  系統(tǒng)的穩(wěn)定性    8.4.2  系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)    8.4.3  系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)  8.5  自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用    本章結(jié)束語(yǔ)第9章  電子信息技術(shù)的應(yīng)用與展望  9.1  智能交通中的應(yīng)用    9.1.1  汽車電子及導(dǎo)航    9.1.2  智能交通系統(tǒng)  9.2  工業(yè)與農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    9.2.1  智能電網(wǎng)    9.2.2  農(nóng)業(yè)信息化  9.3  軍事中的應(yīng)用  9.4  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)  9.5  電子技術(shù)在上海世博會(huì)中的應(yīng)用    9.5.1  世博讓通信進(jìn)入“4G”時(shí)代    9.5.2  世博讓手機(jī)“刷起來(lái)”    9.5.3  吉祥“海寶”閃耀世博    9.5.4  信息通信館展示未來(lái)  9.6  電子信息工程技術(shù)發(fā)展的展望    9.6.1  微電子技術(shù)向系統(tǒng)集成方向發(fā)展    9.6.2  光電子發(fā)展趨勢(shì)    9.6.3  分子、生物、傳感電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)    9.6.4  存儲(chǔ)/顯示電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)    9.6.5  智能化、高性能、綜合化發(fā)展趨勢(shì)    本章結(jié)束語(yǔ)第10章  電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與人才素質(zhì)要求  10.1  電子信息工程專業(yè)的歷史演變  10.2  電子信息工程專業(yè)的學(xué)科內(nèi)涵  10.3  電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)    10.3.1  培養(yǎng)目標(biāo)    10.3.2  培養(yǎng)要求    10.3.3  學(xué)科與方向  10.4  電子信息工程專業(yè)的知識(shí)體系    10.4.1  教育內(nèi)容和知識(shí)體系    10.4.2  基礎(chǔ)知識(shí)體系及內(nèi)容    10.4.3  主要課程    10.4.4  主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)    10.4.5  與相近專業(yè)的關(guān)系  10.5  電子信息工程專業(yè)對(duì)所培養(yǎng)人才的素質(zhì)要求  10.6  高等院校的教學(xué)計(jì)劃    10.6.1  高等院校的培養(yǎng)任務(wù)    10.6.2  高等院校的教學(xué)特點(diǎn)    本章結(jié)束語(yǔ)

編輯推薦

　　電子信息技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)中的主要內(nèi)容，它代表了當(dāng)代社會(huì)最具潛力的新的生產(chǎn)力。，《電子信息工程概論》主要介紹電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、電子信息技術(shù)發(fā)展歷史和電子信息工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與素質(zhì)要求?！峨娮有畔⒐こ谈耪摗穬?nèi)容豐富，通俗易懂，在闡述基本概念、基本原理和基本分析方法的同時(shí)，還特別注重科學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

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