本書在第2版的基礎(chǔ)上作了修改和完善,內(nèi)容主要包括電子信息技術(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)、計算機科學(xué)與技術(shù)和自動控制系統(tǒng);另外,還介紹了新一代信息技術(shù)所包含的下一代通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新型平板顯示技術(shù)、高性能集成電路技術(shù)、大數(shù)據(jù)與云計算、3D打印技術(shù)、機器人技術(shù)等內(nèi)容;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。
楊杰,武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師。主要研究方向為:信息傳輸理論及應(yīng)用,數(shù)字圖像處理及模式識別。主講本科生數(shù)字圖像處理,模式識別,專業(yè)導(dǎo)論等課程;主講碩士研究生模式識別,數(shù)字圖像處理與分析,信息隱藏技術(shù)課程;主講博士生信息傳輸理論及計算機視覺課程。
目 錄
第1章 電子信息技術(shù)發(fā)展史 1
1.1 電的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展 1
1.1.1 電的發(fā)現(xiàn) 1
1.1.2 電的效應(yīng) 4
1.1.3 歐姆定理實驗 7
1.1.4 電磁波的發(fā)現(xiàn) 7
1.2 電子線路元件的發(fā)展 9
1.2.1 電子的發(fā)現(xiàn) 9
1.2.2 電子管 10
1.2.3 晶體管 11
1.2.4 集成電路 12
1.3 通信技術(shù)的發(fā)展 12
1.3.1 早期通信方式 12
1.3.2 近代通信技術(shù) 13
1.3.3 現(xiàn)代通信技術(shù) 19
1.3.4 通信技術(shù)發(fā)展方向 19
1.4 計算機的發(fā)展 20
1.4.1 機械計算機的發(fā)明 20
1.4.2 電子計算機誕生 21
1.4.3 晶體管計算機的發(fā)展 22
1.4.4 集成電路計算機的發(fā)展 22
1.4.5 電子計算機智能化趨勢 23
1.5 自動控制理論的發(fā)展 24
1.5.1 經(jīng)典(自動)控制理論 24
1.5.2 現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展 28
1.5.3 控制理論幾個重要分支 29
本章結(jié)束語 30
第2章 傳感器技術(shù) 31
2.1 傳感器基礎(chǔ) 31
2.1.1 傳感器的基本概念 31
2.1.2 傳感器的作用 32
2.1.3 傳感器的分類 34
2.2 傳感器的數(shù)學(xué)模型 35
2.2.1 靜態(tài)模型 35
2.2.2 動態(tài)模型 35
2.3 傳感器的基本特性 36
2.3.1 靜態(tài)特性 36
2.3.2 動態(tài)特性 39
2.4 傳感器的應(yīng)用 39
2.4.1 力傳感器 39
2.4.2 磁電式傳感器 40
2.4.3 溫度傳感器 41
2.4.4 光傳感器 42
2.4.5 紅外線傳感器 43
2.4.6 生物傳感器 43
2.4.7 汽車導(dǎo)航 44
2.5 傳感器的發(fā)展趨勢 45
本章結(jié)束語 47
第3章 電子技術(shù)基礎(chǔ) 48
3.1 電路基礎(chǔ) 48
3.1.1 電路和電路模型 48
3.1.2 基爾霍夫定律 50
3.1.3 電路中的常用定理 51
3.2 模擬電子線路技術(shù) 51
3.2.1 PN結(jié)工作原理 52
3.2.2 半導(dǎo)體二極管 54
3.2.3 半導(dǎo)體三極管 56
3.2.4 場效應(yīng)管 57
3.2.5 模擬電子電路的基礎(chǔ)應(yīng)用 60
3.3 數(shù)字電路技術(shù) 62
3.3.1 數(shù)字電路的基本概念與特征 62
3.3.2 數(shù)字電路分類 62
3.3.3 基本邏輯電路 63
3.3.4 數(shù)字電路的應(yīng)用 64
3.4 集成電路技術(shù) 65
3.4.1 集成電路的分類 66
3.4.2 集成電路設(shè)計流程 67
3.4.3 集成電路芯片制造工藝 68
3.5 微電子系統(tǒng)設(shè)計 70
3.5.1 設(shè)計方法分類 70
3.5.2 門陣列 71
3.5.3 可編程陣列邏輯(PAL) 72
3.5.4 通用陣列邏輯(GAL) 72
3.5.5 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 72
3.5.6 專用集成電路(ASIC) 73
3.5.7 片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計 73
本章結(jié)束語 74
第4章 信號的分析及處理技術(shù) 75
4.1 信號分析基礎(chǔ) 75
4.1.1 信號的定義與描述 75
4.1.2 信號分析和處理的目的及方法 76
4.1.3 信號的分類 79
4.1.4 典型信號及其基本特性 82
4.1.5 系統(tǒng)的概念 82
4.1.6 系統(tǒng)的分類 83
4.2 語音信號處理 84
4.2.1 語音信號處理的基本內(nèi)容 85
4.2.2 語音信號處理的應(yīng)用及發(fā)展方向 88
4.3 數(shù)字圖像處理 88
4.3.1 數(shù)字圖像處理的基本內(nèi)容 89
4.3.2 數(shù)字圖像處理的特點 92
4.3.3 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用 93
4.4 盲信號處理 96
4.4.1 盲源分離的方法 97
4.4.2 盲源分離的應(yīng)用 97
4.5 計算機視覺 98
4.5.1 計算機視覺的基本研究內(nèi)容 99
4.5.2 計算機視覺的應(yīng)用 101
4.5.3 計算機視覺的挑戰(zhàn)及發(fā)展方向 104
本章結(jié)束語 105
第5章 信息傳輸技術(shù) 106
5.1 信息傳輸基礎(chǔ) 106
5.1.1 通信的定義 106
5.1.2 通信系統(tǒng)一般模型 107
5.1.3 通信系統(tǒng)分類 109
5.1.4 多路復(fù)用技術(shù) 113
5.2 信號的編碼與解碼 115
5.2.1 信源編碼 116
5.2.2 信道編碼 117
5.3 信號的調(diào)制與解調(diào) 119
5.3.1 調(diào)制與解調(diào) 119
5.3.2 模擬調(diào)制 121
5.3.3 數(shù)字調(diào)制 122
5.4 信號的傳輸通道 124
5.4.1 有線傳輸 125
5.4.2 無線傳輸 127
本章結(jié)束語 133
第6章 信息交換及網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 134
6.1 信息交換基礎(chǔ) 134
6.2 信息交換方式 136
6.2.1 電路交換 136
6.2.2 報文交換 137
6.2.3 分組交換 138
6.2.4 ATM交換 139
6.2.5 光交換 140
6.3 計算機網(wǎng)絡(luò) 141
6.3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成 141
6.3.2 計算機網(wǎng)絡(luò)分類 142
6.4 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 144
6.4.1 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳遞過程 145
6.4.2 OSI參考模型 146
6.5 局域網(wǎng)和廣域網(wǎng) 147
6.6 網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備 148
6.6.1 主體設(shè)備 148
6.6.2 連接設(shè)備 149
6.6.3 網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng) 151
6.7 局域網(wǎng)架構(gòu) 152
本章結(jié)束語 153
第7章 計算機科學(xué)與技術(shù) 154
7.1 計算機科學(xué)基礎(chǔ) 154
7.2 計算機系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 155
7.2.1 計算機的硬件系統(tǒng) 155
7.2.2 計算機的軟件系統(tǒng) 158
7.2.3 計算機的主要性能指標(biāo) 159
7.3 軟件工程 159
7.3.1 軟件的發(fā)展 159
7.3.2 軟件危機 160
7.3.3 軟件工程的概念 160
7.3.4 軟件工程的三要素 161
7.3.5 軟件生命周期 161
7.4 計算機應(yīng)用技術(shù) 166
7.4.1 指令系統(tǒng) 166
7.4.2 計算機語言 167
7.4.3 計算機操作系統(tǒng) 169
7.4.4 計算機的應(yīng)用領(lǐng)域 169
7.5 未來計算機的發(fā)展 171
本章結(jié)束語 173
第8章 自動控制技術(shù) 175
8.1 自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 175
8.1.1 自動控制的基本方法 176
8.1.2 自動控制系統(tǒng)的設(shè)計流程 178
8.2 自動控制系統(tǒng)的分類 179
8.2.1 按輸入信號特征分類 179
8.2.2 按所使用的數(shù)學(xué)方法分類 180
8.3 自動控制理論的研究內(nèi)容及方法 181
8.3.1 研究內(nèi)容 181
8.3.2 研究方法 181
8.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) 182
8.4.1 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 182
8.4.2 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 183
8.4.3 系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo) 183
8.5 自動控制技術(shù)的應(yīng)用 184
本章結(jié)束語 186
第9章 新一代信息技術(shù) 187
9.1 概述 187
9.2 下一代通信網(wǎng)絡(luò) 188
9.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 189
9.4 新型平板顯示技術(shù) 192
9.5 高性能集成電路技術(shù) 194
9.6 大數(shù)據(jù)與云計算 197
9.7 3D打印技術(shù) 199
9.8 機器人時代 201
9.9 新一代信息技術(shù)的發(fā)展 204
本章結(jié)束語 206
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 207
10.1 電子信息工程專業(yè)的歷史演變 207
10.2 電子信息工程專業(yè)的學(xué)科內(nèi)涵 208
10.3 電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo) 208
10.3.1 培養(yǎng)目標(biāo) 208
10.3.2 培養(yǎng)要求 208
10.3.3 學(xué)科與方向 209
10.4 電子信息工程專業(yè)的知識體系 209
10.4.1 教育內(nèi)容和知識體系 209
10.4.2 基礎(chǔ)知識體系及內(nèi)容 210
10.4.3 主要課程 211
10.4.4 主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié) 211
10.4.5 與相近專業(yè)的關(guān)系 211
10.5 電子信息工程專業(yè)對所培養(yǎng)人才的素質(zhì)要求 212
10.6 高等院校的教學(xué)計劃 214
10.6.1 高等院校的培養(yǎng)任務(wù) 214
10.6.2 高等院校的教學(xué)特點 215
本章結(jié)束語 216
參考文獻 217