第章電子信息技術(shù)概述

第一章電子信息技術(shù)概述《電子信息技術(shù)導論》第一章電子信息技術(shù)概述一、信息科學技術(shù)中的幾個基本概念二、電子信息科學技術(shù)研究的主要技術(shù)

問題三、電子信息科學技術(shù)各學科之間的關(guān)系

和分工四、電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的演進五、電子信息科學技術(shù)的發(fā)展走向淺析小結(jié)提綱一、信息科學技術(shù)中的幾個

基本概念（一）幾個基本概念1）信息的含義：信息是人類社會、宇宙和大自然的一切事物運動變化的表征。信息是知識，是資源，也是財富。當代社會將信息、材料和能源并列，被稱之為社會的三大支柱。1信息2材料3能源2）關(guān)于信息技術(shù)：不論何種信息，要描述它都需通過語言、文字（包括定律、數(shù)學公式和數(shù)據(jù)等書面形式）或圖像反映出來，因而信息與語言、文字和圖像密不可分，在一定程度上可以說：信息技術(shù)是關(guān)于語言、文字和圖像的技術(shù)。一、信息科學技術(shù)中的幾個

基本概念（一）幾個基本概念

信息技術(shù)世界文明發(fā)展

語言

人類文明開始文字

文化印刷

文藝復興郵政

第一次工業(yè)革命電報和電話

第二次工業(yè)革命廣播和電視

第三次工業(yè)革命

信息網(wǎng)絡技術(shù)知識經(jīng)濟時代信息技術(shù)進步與世界文明發(fā)展密切相關(guān)！信息技術(shù)與世界文明關(guān)系表：創(chuàng)造了語言人類才由動物進化成人類。信息技術(shù)進步與世界文明發(fā)展密切相關(guān)！有了語言才能交流，才能組織社會。文字是書面語言（信息存儲的一種形式）。甲骨文像形文字一、信息科學技術(shù)中的幾個

基本概念溝通信息，交換情報的社會需求，是人類通信技術(shù)進步的源動力！古代峰火邊防海軍旗語信鴿傳書一、信息科學技術(shù)中的幾個

基本概念3）關(guān)于信息科學：信息科學是人類了解自然、感知自然，了解社會、溝通情報的一門綜合性科學；信息科學是由信息論、通信工程、控制論、計算機科學、仿生學、系統(tǒng)工程與人工智能等學科互相滲透、相互結(jié)合而形成；如果從技術(shù)角度看，則可以認為：信息科學是系統(tǒng)研究信息獲取、傳輸、處理、顯示、存儲、檢索與應用的科學，它涉及語言、文字、數(shù)據(jù)（包含物理參數(shù)）、生物信息、圖像等信息形式。

“電子信息科學技術(shù)”電子信息科學技術(shù)是借助電子科學技術(shù)手段，實現(xiàn)信息科學技術(shù)目標的理論、技術(shù)和方法，是信息科學技術(shù)中應用最廣、影響最深的一個領(lǐng)域。一、信息科學技術(shù)中的幾個

基本概念（二）信息科學的廣泛含義機械信息技術(shù)：如留聲機（記錄聲音的振動波形）、手搖計算機等。留聲機手搖計算機一、信息科學技術(shù)中的幾個

基本概念光信息技術(shù)：光濾波、光放大、光信息處理等（由全光學器件實現(xiàn)）新聞出版、節(jié)目制作、圖書資料管理、媒體傳播學等都屬于信息科學技術(shù)范疇。頻譜面放置濾波器物平面細絲網(wǎng)格狀物（正交光柵）像面觀察到各種不同的像改變物的頻譜結(jié)構(gòu)例：光學頻譜分析系統(tǒng)和空間濾波相干單色平行光照明一、信息科學技術(shù)中的幾個

基本概念（三）電子信息科學是最具活力的年輕學科電的通信技術(shù)是從發(fā)明電報、電話開始的

1837年莫爾斯發(fā)明電報1876貝爾發(fā)明電話貝爾電話構(gòu)思模型最早期打電話情形，圖中為貝爾傳送第一句語音的液體話筒最早使用的聽筒從此世界進入電子時代!弗萊明（三））電子子信息息科學學是最最具活活力的的年輕輕學科科（續(xù)續(xù)）1904年弗萊明發(fā)明的電真空二極管在電燈炮中加一金屬板1906年弗雷斯特發(fā)明的電真空三極管在二極管中加一金屬網(wǎng)電子管管原理理結(jié)構(gòu)構(gòu)電子管管實物物照片片1946年年[美美]賓賓州大大學用用18800個個電子子管作作的世世界上上第一一臺計計算機機。重重30噸，，占地地約兩兩間教教室大大，耗耗電174千瓦瓦時，，運算算速度度5000次加加法/秒。。第一只晶體管技術(shù)進步晶體管發(fā)明者：巴丁、布拉坦和肖克利電子管管體積積大，，耗電電多（（一個個普通通電子子管陰陰極燈燈絲耗耗電約約6W））！1947年[美]貝爾實實驗室室三位位科學學家巴巴丁、、布拉拉坦和和肖克克利制制造出出了世世界上上第一一只點點接觸觸型鍺鍺晶體體三極極管晶體管實物晶體管內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)晶體管相對于電子管體積小、重量輕、耗電省，

是電子技術(shù)劃時代的發(fā)明！電子管管體積積大，，耗電電多（（一個個普通通電子子管陰陰極燈燈絲耗耗電約約6W））！世界第第一片片集成成電路路（1958））1971年世界上第一個商用微處理器：英特爾4004，晶體管數(shù)目：2300，速度：108kHz基爾比1958年設計集成電路草稿1958年[美]德州儀儀器公公司工工程師師杰克克·基爾比比在一一塊6.45平方毫毫米硅硅片上上集成成了12個元件件，研研制出出了一一個RC移相振振蕩器器。這這是世世界上上第一一塊集集成電電路芯芯片，，它標標志著著電路路制作作上的的一次次革命命性進進展。。1961年仙童公司集成電路從此開創(chuàng)創(chuàng)了微電電子新時時代！晶體管體體積仍較較大！一塊芯片片內(nèi)可集集成10萬以以上的元元器件，，從此電電子信息息技術(shù)跨跨入了飛飛速發(fā)展展的新時時代！電子管發(fā)發(fā)明至今今只約100年年，集成成電路發(fā)發(fā)明不過過50年年！電子信信息科科學是是最具具活力力的年年輕學學科?。‘斀窦呻婋娐返牡闹圃煸焖狡剑壕€寬45納納米，，一片片集成成電路路就是是一個個電子子系統(tǒng)統(tǒng)！386CPU芯片芯片內(nèi)部布線1906年年第一一只電電真空空三極極管誕誕生至2006年年電子子管發(fā)發(fā)明100周年年！為紀念念電子子管發(fā)發(fā)明100周年年制作作的電電子管管、晶晶體管管、集集成電電路混混裝PC主主板二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題（一））信息息獲取?。ǘ┬畔⑾鬏斴敚ㄈ┬畔⑾⑻幚砝恚ㄋ模┬畔⑾⒌拇娲鎯Γㄎ澹┬畔⑾⒗糜?5二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題5（一））信息息獲取取1）語音是是人類類使用用最頻頻繁、、使用用最多多的交交流信信息的的工具具。語語音獲獲取使使用最最多。。語音獲獲取方方法獲取的的語音音波形形4磁體線圈紙盒送話器二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題（一））信息息獲取?。ɡm(xù)續(xù)1）2）圖圖像信信息獲獲取方方法：：光電電攝像像、CCD成像像、紅紅外成成像、、微波波成像像、X光醫(yī)醫(yī)學圖圖像等等。光電攝攝像管管CCD成像器件多光譜地面面成像照片X光醫(yī)學圖圖像二、電子信信息科學技技術(shù)研究的的主要要技技術(shù)術(shù)問問題題（一一））信信息息獲獲取取（（續(xù)續(xù)2）3））物物理理參參數(shù)數(shù)：：如溫溫度度、、壓壓力力、、張張力力、、變變形形、、流流量量（（液液體體或或氣氣體體））、、流流速速等等。采用相應的參參數(shù)傳感器，，廣泛用于各各工業(yè)、工程程和國防控制制系統(tǒng)中。溫度傳感器壓力傳感器流量傳感器傳感器是將物物理參數(shù)變成成電信號。（二）信息傳傳輸通信系統(tǒng)的模模型電話、廣播、、電視、互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)，都是信信息傳輸系統(tǒng)統(tǒng)。也稱通信信系統(tǒng)。消息：指語音、文字、數(shù)據(jù)或圖像非電信號二、電子信息息科學技術(shù)研研究的主要技術(shù)問題題二、電子信息息科學技術(shù)研研究的主要技術(shù)問題題5（二）信息傳傳輸（續(xù)1）4單工雙工通信系統(tǒng)類型型半雙工無線集群通信固定電話移動電話廣播電視注：廣播、電電視數(shù)字化后后，用戶可上上傳信息（如如點播節(jié)目）），但這是利利用上傳通道道（另一通道道）實現(xiàn)的。。這不叫雙工工，互聯(lián)網(wǎng)有有類似情況。。二、電子信息息科學技術(shù)研研究的主要技技術(shù)問問題（二））信息息傳輸輸（續(xù)續(xù)2）信息傳輸?shù)闹饕碚摼幋a理理論調(diào)制理理論檢測理理論在大學“通信原理”課程中講授信息傳輸?shù)钠渌n程詳見教學計劃提示：：信息息傳輸輸?shù)睦砝碚摵秃图夹g(shù)術(shù)在電電子信信息科科學技技術(shù)中中占有有很大大比重重，但但有待待優(yōu)化化。移動通信鎖相技術(shù)程控交換通信系統(tǒng)通信網(wǎng)微波技術(shù)及天線通信軟件數(shù)字視頻技術(shù)通信系統(tǒng)仿真（等）電視原理二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題（三））信息息處理理語音信息處理語音數(shù)數(shù)據(jù)壓壓縮語音識識別語音合合成主要用于智能機器人、翻譯機和智能玩具等從64千比/秒（固定電話）己降至1.2kbit/s（CDMA移動電話）數(shù)字圖像處理圖像數(shù)據(jù)壓縮圖像增強圖像復原圖像重建圖像分割主要用于機器視覺、工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控、公安交通、醫(yī)療衛(wèi)生、資源勘探、武器制導、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、災害評估等等。（詳見第十二章）評：數(shù)數(shù)字圖圖像處處理技技術(shù)己己應用用十分分廣泛泛！二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題（三））信息息處理理（續(xù)續(xù)1）印刷體體漢字字識別別漢字識別聯(lián)機手手寫體體漢字識識別脫機手手寫體體漢字識識別手寫體漢字識別尚在發(fā)展中。用于手機、計算機漢字輸入。已較成熟。語義識識別（（自然然語言言處理理、自自然語語言理理解））基于推理、人工智能；用作不同語言的翻譯機。正迅速發(fā)展。二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題（三））信息息處理理（續(xù)續(xù)2）信息處處理相相關(guān)課課程數(shù)字圖圖像處處理數(shù)字語語音處處理模式識識別與與人工工智能能自然語語言理理解詳見教學計劃二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題（四））信息息存儲儲硬盤光盤閃存/SD卡1.5英寸——攝像機中使用。2.5英寸——筆記本電腦使用。3.5英寸——臺式機使用。主流硬盤容量為120～500GB，已有1000GB產(chǎn)品。DVD容量：4.7~8.3GB納米存存儲器器容量可達16GB（USB移動存儲器）、SD卡容量更大。21世紀新的存儲器件（正大力研究）信息存儲器件硬盤光盤USB閃存、SD卡45SD二、電電子信信息科科學技技術(shù)研研究的的主要技技術(shù)問問題45（五））信息息利用用信息利用能能力：信息無處不不在，它既既存在于網(wǎng)網(wǎng)絡，也存存在于人們們的周圍。。是否善于利利用外部信信息資源，，對外部信信息的利用用效率與質(zhì)質(zhì)量，反映了一個個人的信息息利用能力力，它決定定了一個人人的發(fā)展空空間與成就大小小。網(wǎng)絡時代：：給信息傳播播和人們獲獲取信息提提供了前所所未有的優(yōu)優(yōu)越條件。。網(wǎng)絡信息檢檢索是介紹紹從網(wǎng)絡中中獲取信息息的方法。。信息利用領(lǐng)領(lǐng)域：電子商務、、網(wǎng)絡經(jīng)濟濟、遠程教教育、遠程程醫(yī)療、影影視制作、、各類信息服服務業(yè)等。。三、電子信信息科學技技術(shù)各學科科之間的關(guān)系系和分工0812計算機科學學與技術(shù)081201計算機系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)081202計算機軟件件與理論081203計算機應用用技術(shù)0809電子科學與與技術(shù)080901物理電子學學080902電路與系統(tǒng)統(tǒng)080903微電子與固固體電子學學080904電磁場與微微波技術(shù)0810信息與通信信工程081001通信與信息息系統(tǒng)☆081002信號與信息息處理☆0811控制科學與與工程081101控制理論與與控制工程程081102檢測技術(shù)與與自動化裝裝置081103系統(tǒng)工程081104模式識別與與智能系統(tǒng)統(tǒng)081105導航、制導導與控制教育部”工學“一、二級學學科目錄：：0803光學工程（（不設二二級學科））三、電子信信息科學技技術(shù)各學科科之間的關(guān)系系和分工各學科之間間關(guān)系示意意：控制科學與工程電子科學與技術(shù)信息與通信工程計算機科學與技術(shù)光電信息技術(shù)電子科學與與技術(shù)：承擔電子材材料與元器器件的研究究、設計、、制造與應應用。它是是信息科學學技術(shù)的基基礎(chǔ)?？刂瓶茖W與與工程：主要是研究究信息綜合合應用，分分析、判斷斷、決策。。信息與通信信工程：從事信息獲獲取、信息息處理、信信息傳輸與與通信網(wǎng)絡絡的理論、、技術(shù)與產(chǎn)產(chǎn)品的研究究開發(fā)、設設計與制造造。計算機科學學與技術(shù)：：計算機系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟軟件工程、、人工智能能、信息存存儲、計算算機網(wǎng)絡及及計算機外外部設備等等的理論、、技術(shù)、設設備的設計計、制造與與研究工作作光電信息技技術(shù)：在激光發(fā)明之之后產(chǎn)生的的新領(lǐng)域，，它與電子子信息科學學技術(shù)的所所有學科都都已結(jié)盒，，密不可分分，如光計計算機、光光存儲、光光通信、激激光雷達等等。四、電子信信息產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的的演進（一）生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)的進進步早期人工插插裝、手工工焊接或波波峰焊接。。插裝流水線線工人在流水水線上插元元件四、電子信信息產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的的演進（續(xù)續(xù)1）通孔PCB自自動插裝、暖暖風回流流焊接。。通孔PCB板板暖風使錫錫熔化實實現(xiàn)焊接接注：當前前在電力力電子設設備大功功率PCB板板生產(chǎn)中中仍采用用。四、電子子信息產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的演進進（續(xù)2）貼片機生生產(chǎn)技術(shù)術(shù)貼片機貼片機四、電子子信息產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的演進進（續(xù)3）貼片機生生產(chǎn)技術(shù)術(shù)（續(xù)1）某手機貼片機產(chǎn)品電路板的截圖,原板尺寸：40毫米×37毫米四、電子子信息產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的演進進（續(xù)4）貼片機生生產(chǎn)技術(shù)術(shù)（續(xù)2）我國中興興通訊公公司的一一個貼片片電路板板生產(chǎn)車車間四、電子子信息產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的演進進（續(xù)5）（二）電電子信息息技術(shù)產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)的專業(yè)業(yè)化分工工PCB電路板生產(chǎn)專業(yè)廠：提供電路布線圖，為用戶生產(chǎn)通孔PCB板、貼片機貼片用PCB電路板。電路板貼片安裝生產(chǎn)專業(yè)廠：根據(jù)用戶選用的元、器件，為用戶完成貼片、元器件安裝焊接。機箱、機殼生產(chǎn)專業(yè)廠：

為用戶設計機箱、機殼，并加工生產(chǎn)。集成電路生產(chǎn)專業(yè)廠：用戶提供集成電路板圖，為用戶生產(chǎn)專用集成電路。光刻機四、電子子信息產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的演進進（續(xù)6）述評：電子信息息產(chǎn)品生生產(chǎn)的專專業(yè)化分分工，有有利于新新產(chǎn)品研研究開發(fā)發(fā)，并迅迅速形成成生產(chǎn)能能力，有有利于研研究型企企業(yè)的成成長。使使人數(shù)不不多的創(chuàng)創(chuàng)新團隊隊利用專專業(yè)廠就就可能形形成大產(chǎn)產(chǎn)業(yè)。這這是電子子信息產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的自自主創(chuàng)業(yè)業(yè)的獨特特優(yōu)勢。。五、電子子信息技技術(shù)的發(fā)展走向向淺析（一）集集成電路路：當前集成成電路總總體技術(shù)術(shù)水平表表現(xiàn)為：：65nm技術(shù)已成成熟，45nm技術(shù)基本本完備，，32nm技術(shù)正在前行行。在納米級集成成電路加工技技術(shù)的支撐下下，集成電路路產(chǎn)品正從特特大規(guī)模集成成電路(ULSI，集成度（107～109)階段向極大規(guī)規(guī)模集成電路路(GLSI,集成度109以上)階段邁進。CPU作為最具有代代表性的集成成電路產(chǎn)品目目前已經(jīng)進入入了多核時代代。(二)軟件：軟件從單一產(chǎn)產(chǎn)品競爭轉(zhuǎn)向向平臺競爭（（軟件平臺是是把用戶所需需的功能模塊塊整合在一起起，具有獨立立性、開放性性、標準化、、集成性、可可擴展性特點點）。軟件正正從產(chǎn)品轉(zhuǎn)變變成服務，軟軟件產(chǎn)業(yè)正在在變成服務業(yè)業(yè)。集成電路專用用設備是實現(xiàn)現(xiàn)產(chǎn)品制造的的必要保障，，其中最具代代表性的光刻刻設備。軟件外包是軟軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展展最快的領(lǐng)域域之一。據(jù)預預測，到2010年，軟件外包包總值將達到到8000～10000億美元。五、電子信息息技術(shù)的發(fā)展走向淺析析（續(xù)1）(三)新型平板顯示示：2006年液晶顯示約約占平板顯示示75%的市場份額，，等離子顯示示約占20%。液晶顯示面板板面積在加大大：45英寸、52英寸與108英寸等等。我國平板顯示示產(chǎn)業(yè)面臨著著嚴峻形勢，，產(chǎn)業(yè)鏈不完完整，面板材材料、零部件件和專用設備備國產(chǎn)化程度度較低甚至缺缺乏。2007年底全球平板板顯示產(chǎn)值突突破1000億美元。(五)音視頻：音視頻正向數(shù)數(shù)字化、高清清化和融合化化發(fā)展。數(shù)字字電視時代開開始全面到來來。移動電視視發(fā)展?jié)摿蘧薮蟆ＶR產(chǎn)產(chǎn)權(quán)問題顯得得尤為突出。。(四)移動電話：智能移動電話話將是發(fā)展方方向；移動互互聯(lián)網(wǎng)將成為為重要應用；；移動電話正正逐步從一個個簡單的語音音通信工具，，變成一種普普及型移動信信息收集和處處理平臺。移動電話的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)核心是芯芯片(數(shù)字基帶芯片片、模擬基帶帶芯片、應用用