内容简介
《电子信息科学技术导论/普通高等教育电子信息类规划教材》主要介绍了现代信息社会中应用*广泛的电子信息科学技术,具体包括现代电子技术、计算机科学基础、传感器与检测技术、信号与信息处理技术、计算机网络技术、现代通信技术、物联网技术与应用、自动控制技术以及信息安全。
《电子信息科学技术导论/普通高等教育电子信息类规划教材》紧跟电子信息科学技术的发展,内容丰富、深入浅出、图文并茂,在阐述基本概念、基础理论、发展历程和核心技术的同时,还特别注重介绍新的科学技术及其在实际生活中的应用。
《电子信息科学技术导论/普通高等教育电子信息类规划教材》既包含了电子信息科学技术的基本内容和基本体系,又使各章具有相对的独立性,以便于不同专业、不同教学时数选用。
《电子信息科学技术导论/普通高等教育电子信息类规划教材》可作为高等学校电子信息类相关专业的专业导论教材和非电子信息类专业公共选修课教材,也可作为了解电子信息科学与技术基础知识的普及读物,供高中以上文化程度的人员阅读、参考。
内页插图
目录
前言
第1章 概述
1.1 信息的基本概念
1.1.1 信息的定义
1.1.2 信息的特性
1.1.3 信息论
1.1.4 信息量
1.2 信息科学与信息技术
1.2.1 信息科学
1.2.2 信息技术
1.2.3 电子信息科学技术的研究领域
1.2.4 电子信息技术的发展趋势
1.3 信息化社会
1.3.1 什么是信息化
1.3.2 信息化对社会的影响
1.4 我国电子信息科学技术涉及的本科专业简介
1.4.1 电子信息工程
1.4.2 电子科学与技术
1.4.3 通信工程
1.4.4 微电子科学与工程
1.4.5 光电信息科学与工程
1.4.6 自动化
1.4.7 计算机科学与技术
1.4.8 信息安全
1.4.9 物联网工程
1.5 本章小结
1.6 思考题与习题
参考文献
第2章 现代电子技术
2.1 电子技术的发展历程
2.1.1 电子管器件
2.1.2 半导体器件
2.1.3 集成电路
2.1.4 21世纪电子新器件
2.2 微电子技术
2.2.1 微电子技术与集成电路
2.2.2 微处理器的发展历程
2.2.3 微电子技术面临的挑战和关键技术
2.2.4 微电子技术发展的新方向
2.3 EDA技术
2.3.1 EDA技术及其发展阶段
2.3.2 EDA技术的内容
2.3.3 EDA设计方法
2.3.4 EDA的应用及发展趋势
2.4 纳米电子技术
2.4.1 传统电子器件面临的问题
2.4.2 奇妙的纳米尺寸效应
2.4.3 纳米电子器件
2.4.4 纳米电子系统及应用
2.5 光电子技术
2.5.1 光电子技术的概念和内容
2.5.2 光电子技术的发展
2.5.3 光电子技术的应用
2.6 本章小结
2.7 推荐网站及期刊
2.8 思考题与习题
参考文献
第3章 计算机科学基础
3.1 计算机科学概述
3.1.1 计算机科学发展简史
3.1.2 计算机的分类与计算机科学的研究领域
3.1.3 计算机的特点和应用
3.2 计算机中信息的表示
3.2.1 计算机中的数据表示
3.2.2 计算机中的数值表示
3.2.3 计算机中非数值信息的编码
3.3 计算机的硬件系统
3.3.1 冯·诺依曼体系结构
3.3.2 计算机硬件系统与微机硬件结构
3.3.3 计算机的主要性能指标
3.3.4 计算机的工作原理
3.4 计算机的软件系统
3.4.1 计算机软件的基础知识
3.4.2 程序设计基础
3.4.3 数据结构与算法
3.4.4 操作系统简介
3.5 计算机技术的发展趋势
3.5.1 未来计算机——量子计算机
3.5.2 云计算
3.6 本章小结
3.7 推荐网站及期刊
3.8 思考题与习题
参考文献
……
第4章 传感器与检测技术
第5章 信号与信息处理技术
第6章 计算机网络技术
第7章 现代通信技术
第8章 物联网技术与应用
第9章 自动控制技术
第10章 信息安全
前言/序言
电子信息科学技术是信息科学技术中的主要内容,它代表了当今社会最具潜力的新的生产力。电子信息科学技术是指研究信息的获取、传输、处理、存储和应用的科学技术,它是以微电子和光电子技术为基础,以计算机技术为手段,以电子信息系统、通信系统和控制系统为主要应用的一门综合化的技术。
随着电子信息科学技术的飞速发展,各学科、各生产企业之间相互渗透、日趋融合,因而全面了解电子信息科学技术的专业内容、基本概念、发展趋势以及关键技术,不仅对于大学相关专业的师生是必要的,而且对于从事电子信息技术领域工作的广大工程技术人员也是必要的。
本书紧跟信息科学技术的发展,比较系统地介绍了电子信息科学技术的基本概念、基本原理、基本技术和主要应用。在内容编排上,选择了涉及应用面最广、与实际联系最为密切的主要学科领域进行介绍。全书共10章,除第1章概述外,其余各章相对独立,具体包括现代电子技术、计算机科学基础、传感器与检测技术、信号与信息处理技术、计算机网络技术、现代通信技术、物联网技术与应用、自动控制技术以及信息安全。这些基本理论和技术是多数电子信息类专业制订教学计划、组织课程教学的基础。
本书作为电子信息类专业学生的入门教材.在不涉及过多理论知识的前提下,使学生对本专业的概貌有一个全面系统的了解,对进一步学习专业知识起到了“导航”的作用。本书深入浅出、图文并茂,各章相对独立,以方便不同专业、不同教学时数选用。作为教材,每章后附有思考题与习题,并配有电子教学课件(PowerPoint版)以方便教学。
本书由吴莉莉、林爱英、邢玉清、郑宝周和贾树恒编写,其中吴莉莉担任主编,林爱英、邢玉清担任副主编。吴莉莉编写了第1、4、8章;林爱英编写了第2、7章;邢玉清编写了第3、6章,郑宝周编写了第5.1-5.3节、第5.4.1-5.4.2节和第10章,贾树恒编写了第5.4.3-5.4.4节、第5.5-5.8节和第9章,全书由吴莉莉统稿。
在本书的编写过程中,我们参阅了国内外出版的大量文献资料,主要参考文献列于每章之后,在此谨对这些文献资料的作者深表感谢。同时也要感谢河南农业大学的领导和同仁给予的大力支持和帮助。
由于电子信息科学技术涉及的知识面广,编者对相关领域的知识了解有限,书中难免存在不足或错误,敬请读者不吝赐教。
电子信息科学技术导论:开启智慧生活的新篇章 在这个科技日新月异的时代,电子信息科学技术以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面,深刻地改变着社会的运作模式、人类的交流方式乃至我们对世界的认知。从智能手机的普及到大数据分析的广泛应用,从人工智能的崛起再到物联网的构建,电子信息科学技术已然成为驱动现代文明进步的核心引擎。然而,对于许多初次接触这一领域的学习者而言,面对浩瀚的概念、复杂的理论和日新月异的技术,往往会感到无从下手。 本书《电子信息科学技术导论/普通高等教育电子信息类规划教材》正是应运而生,旨在为广大读者,特别是高等教育的学子们,构建一座坚实的知识桥梁,引领大家迈入波澜壮阔的电子信息科学技术殿堂。本书并非对具体技术细节的枯燥罗列,而是以一种宏观的视角,系统地梳理和阐释电子信息科学技术的核心概念、发展脉络、基本原理及其在不同领域的应用。它如同一位经验丰富的向导,带领读者穿越知识的迷雾,拨开技术的迷雾,清晰地认识到电子信息科学技术之所以能够蓬勃发展,其背后的逻辑和共通的精髓所在。 洞悉全局:电子信息科学技术的宏观图景 本书的首要目标是帮助读者构建一个清晰的宏观图景。它将深入浅出地介绍电子信息科学技术所涵盖的广阔领域,包括但不限于: 信号与系统: 作为电子信息科学技术的基础,信号与系统是理解一切信息处理的基石。本书将解释什么是信号,信号如何传输和变化,以及系统如何对信号进行处理。通过对信号的本质、分类、变换以及系统的基本特性、线性时不变系统等概念的讲解,为后续更复杂的技术奠定理论基础。读者将了解到,从声音的波形到图像的像素,本质上都是不同形式的信号,而各种电子设备和算法则构成了处理这些信号的“系统”。 信息论: 信息论是量化信息、研究信息传输和处理基本限制的学科。本书将介绍信息熵、信道容量、纠错编码等核心概念,让读者理解信息是如何被度量的,以及在传输过程中如何最大限度地减少错误。这将有助于读者理解为何我们能够如此可靠地通过网络传递海量信息,以及未来信息传输的极限在哪里。 通信原理: 从模拟通信到数字通信,从无线通信到光纤通信,通信原理是实现信息高效、可靠传输的关键。本书将介绍调幅、调频、数字调制解调、多址技术(如FDMA, TDMA, CDMA)以及现代通信系统(如4G, 5G)的基本原理。读者将了解到,我们每一次的通话、每一次的数据下载,都离不开这些精妙的通信技术的支撑。 电子电路基础: 电子信息科学技术离不开电子元器件和电路的支撑。本书将介绍半导体器件(二极管、三极管、场效应管)、运算放大器、数字逻辑门电路等基本电子元器件的工作原理,以及如何将它们组合成功能电路。这将帮助读者理解各种电子设备内部是如何工作的,从简单的收音机到复杂的计算机主板。 计算机科学与技术入门: 计算机是电子信息科学技术的核心载体。本书将从计算机的体系结构(CPU, 内存, 输入输出设备)、操作系统、编程语言的基本概念入手,介绍计算机如何执行指令、管理资源以及与用户交互。读者将初步了解软件与硬件的协同工作,以及编程语言在实现复杂功能中的作用。 信号处理: 信号处理是将原始信号转化为有用信息的关键技术,广泛应用于音频、图像、语音、雷达等领域。本书将介绍傅里叶变换、滤波器设计、采样定理等基本信号处理方法,让读者理解如何从杂乱的信号中提取有用的特征,或者如何对信号进行增强和去噪。 嵌入式系统: 嵌入式系统是存在于各种设备中的专用计算机系统,它们控制着我们周围的许多智能设备。本书将介绍嵌入式系统的特点、硬件平台、实时操作系统以及常见的应用领域,例如智能家居、汽车电子、工业控制等。读者将了解到,许多“智能化”的体验,都离不开这些隐藏在设备中的“小电脑”。 人工智能与机器学习初步: 作为当前最炙手可热的技术方向,人工智能和机器学习深刻地影响着电子信息科学技术的未来。本书将介绍人工智能的基本概念、机器学习的监督学习、无监督学习、强化学习等核心思想,以及它们在图像识别、自然语言处理、推荐系统等方面的应用。读者将对AI的潜力及其工作机制有一个初步的认识。 循序渐进:构建扎实的知识体系 本书的设计遵循循序渐进的原则,确保读者能够逐步理解和掌握复杂概念。每一章节都围绕着核心主题展开,并辅以丰富的例证和图示,力求将抽象的理论转化为生动的知识。 原理清晰,概念明确: 在介绍每一个概念时,本书都力求从最基础的定义出发,用清晰易懂的语言进行解释。例如,在介绍“信息熵”时,不会仅仅给出数学公式,而是会通过生活化的比喻,例如抛硬币的概率,来帮助读者理解信息量的大小。 逻辑严谨,关联紧密: 章节之间的知识点并非孤立存在,而是紧密关联,形成一个有机的整体。例如,在学习了信号与系统之后,读者将更容易理解通信原理和信号处理的技术;在掌握了计算机基础之后,学习嵌入式系统和人工智能将变得更加得心应手。 注重方法,启发思维: 本书不仅传授知识,更重要的是培养读者的科学思维方法。它将引导读者分析问题、解决问题的思路,以及如何将理论知识应用于实际的工程设计和技术创新。 触类旁通:拓展应用场景与前沿视野 电子信息科学技术并非空中楼阁,它深刻地影响着我们生活的方方面面,并持续驱动着科技的进步。本书在介绍基础知识的同时,也会适时地拓展到相关的应用场景和前沿领域,帮助读者认识到这些知识的实际价值和未来发展趋势。 从理论到实践的连接: 在讲解了基本的通信原理后,本书可能会提及Wi-Fi、蓝牙等日常通信技术的工作方式;在介绍了信号处理后,可能会触及数字音频或图像压缩的原理。这种从理论到实践的连接,能够让读者更加直观地感受到电子信息科学技术的魅力。 展望未来: 本书也会对电子信息科学技术未来可能的发展方向进行展望,例如量子计算、边缘计算、区块链在信息技术中的应用等,激发读者的好奇心和探索欲,引导他们关注行业动态,为未来的学习和职业发展指明方向。 学习的基石,探索的起点 《电子信息科学技术导论/普通高等教育电子信息类规划教材》不仅仅是一本书,它更是一扇通往广阔的电子信息世界的大门。无论您是怀揣着对科技的好奇,希望了解这个时代最核心的驱动力,还是即将踏入电子信息科学技术专业领域,希望打下坚实的基础,本书都将是您理想的起点。它将为您提供一个系统、全面、深入浅出的学习框架,帮助您构建扎实的理论根基,培养良好的科学思维,并为未来的深入学习和创新实践奠定坚实的基础。 通过阅读本书,您将能够: 理解信息时代的本质: 深刻认识到信息在现代社会中的核心地位,以及电子信息科学技术如何赋能信息的高效获取、处理与利用。 掌握核心概念与原理: 建立起对电子信息科学技术关键领域的宏观认知,理解各个分支之间的内在联系。 培养科学的思维方式: 学习如何运用科学的逻辑和方法去分析和解决与电子信息技术相关的问题。 激发学习的兴趣与热情: 通过生动有趣的阐释和贴近生活的应用实例,点燃您对电子信息科学技术探索的热情。 为未来学习和职业发展打下坚实基础: 为您在计算机科学、通信工程、人工智能、嵌入式系统等相关专业领域的深入学习或未来职业生涯做好充分准备。 在这个信息爆炸的时代,掌握电子信息科学技术,就是掌握了打开未来之门的关键钥匙。本书将陪伴您一起,踏上这段充满发现与启迪的知识探索之旅,开启属于您自己的智慧生活新篇章。