电子信息导论.pptx

第一章 概述电子信息科学与技术导论电子信息科学与技术导论第一章第一章 概述概述1.1 信息化社会信息化社会1.2 信息科学技术的基本概念信息科学技术的基本概念1.3 电子技术的发展电子技术的发展1.4 信息科学技术的研究领域信息科学技术的研究领域1.5 电子信息科学技术的学科与专业电子信息科学技术的学科与专业 小结小结1.1 信息化社会信息化社会一、信息化社会的特征一、信息化社会的特征由于电子信息科学技术的进步和广泛应用，正在促使当今世界进行着一场由于电子信息科学技术的进步和广泛应用，正在促使当今世界进行着一场信息化革命，其结果必然导致信息化社会在全球实现。信息化革命，其结果必然导致信息化社会在全球实现。1，信息成为资源信息成为资源：信息成为了与材料和能源等同的社会三大支柱。：信息成为了与材料和能源等同的社会三大支柱。2，社会网络化社会网络化：网络四通八达，网络深入社会政治、文化、教育活动，网络四通八达，网络深入社会政治、文化、教育活动，深入到工业生产、农业生产、城市管理、医疗卫生、交通运输、物流和深入到工业生产、农业生产、城市管理、医疗卫生、交通运输、物流和社区。社区。3，生产智能化生产智能化：产生了智能化生产工具，具备了与智能化工具相适应产生了智能化生产工具，具备了与智能化工具相适应的生产力。智能化生产工具不是一个孤立分散的自动控制系统，而是一的生产力。智能化生产工具不是一个孤立分散的自动控制系统，而是一个有组织的信息化生产网络体系。个有组织的信息化生产网络体系。二、信息化社会的产生背景二、信息化社会的产生背景第一次工业革命第一次工业革命（18世纪60年代）：其标志是蒸汽机的发明和使用。其标志是蒸汽机的发明和使用。从此人类进入了工业化大生产时代。从此人类进入了工业化大生产时代。第二次工业革命（第二次工业革命（19世纪70年代）：其标志是电灯炮和电力设备的其标志是电灯炮和电力设备的发明和使用，之后又发明了电话等。从此人类进入了发明和使用，之后又发明了电话等。从此人类进入了“电气化时代电气化时代”。第三次工业革命（第三次工业革命（始于20世纪五十年代）：其标志是电子计算机的发其标志是电子计算机的发明和应用。从此人类社会开始进入信息化时代。明和应用。从此人类社会开始进入信息化时代。信息化依赖于发达的电子信息技术手段，计算机（硬件和软信息化依赖于发达的电子信息技术手段，计算机（硬件和软件）是信息处理的核心；而计算机的核心又是集成电路；独件）是信息处理的核心；而计算机的核心又是集成电路；独立的计算机并不能实现信息化，而必须有互联网的普及应用立的计算机并不能实现信息化，而必须有互联网的普及应用才能发挥信息的作用；要组成信息网络又必须依赖通信技术；才能发挥信息的作用；要组成信息网络又必须依赖通信技术；因而是信息技术的综合平衡发展才能实现社会的深刻变革，因而是信息技术的综合平衡发展才能实现社会的深刻变革，使人类步入信息化社会。使人类步入信息化社会。1.2 信息科学技信息科学技术的基本概念的基本概念一、信息一、信息信息的含义信息的含义：信息是人类社会、宇宙和大自然的一切事物运动变化的表征：信息是人类社会、宇宙和大自然的一切事物运动变化的表征。信息是知识，是资源，也是财富。当代社会将信息、材料和能源并列，被称信息是知识，是资源，也是财富。当代社会将信息、材料和能源并列，被称之为社会的三大支柱。之为社会的三大支柱。1信息信息2材料材料3能源能源信息技术：信息技术：不论何种信息，要描述它都需通过语言、文字（包括定律、不论何种信息，要描述它都需通过语言、文字（包括定律、数学公式和数据等书面形式）或图像反映出来，因而信息与语言、文字和数学公式和数据等书面形式）或图像反映出来，因而信息与语言、文字和图像密不可分，在一定程度上可以说图像密不可分，在一定程度上可以说：信息技术是关于语言、文字和图像信息技术是关于语言、文字和图像的技术。的技术。信息技术信息技术 世界文明发展世界文明发展 语言语言 人类文明开始人类文明开始 文字文字 文化文化 印刷印刷 文艺复兴文艺复兴 邮政邮政 第一次工业革命第一次工业革命 电报和电话电报和电话 第二次工业革命第二次工业革命 广播和电视广播和电视 第三次工业革命第三次工业革命 信息信息网网络络技术技术 知识经济时代知识经济时代 信息技术进步信息技术进步与世界文明发展密切相关！与世界文明发展密切相关！信息技术与世界文明关系表：信息技术与世界文明关系表：二、信息技术二、信息技术创造了语言人创造了语言人类才由动物进类才由动物进化成人类。化成人类。信息技术进步信息技术进步与世界文明发展密与世界文明发展密切相关！切相关！有了语言才能有了语言才能交流，才能组交流，才能组织社会。织社会。文字是书面语文字是书面语言（信息存储言（信息存储的一种形式）。的一种形式）。甲甲骨骨文文像像形形文文字字沟通信息，交换情报的社会需求，是人类通信沟通信息，交换情报的社会需求，是人类通信技术进步的源动力！技术进步的源动力！古古代代峰峰火火边边防防海海军军旗旗语语信信鸽鸽传传书书信息科学：信息科学：信息科学是人类了解自然、感知自然，了解社会、沟通情报信息科学是人类了解自然、感知自然，了解社会、沟通情报的一门综合性科学；信息科学是由信息论、通信工程、控制论、计算机的一门综合性科学；信息科学是由信息论、通信工程、控制论、计算机科学、仿生学、系统工程与人工智能等学科互相渗透、相互结合而形成科学、仿生学、系统工程与人工智能等学科互相渗透、相互结合而形成；如果从技术角度看，可以认为：信息科学是系统研究信息获取、传输、信息科学是系统研究信息获取、传输、处理、显示、存储、检索与应用的科学，它涉及语言、文字、数据（包处理、显示、存储、检索与应用的科学，它涉及语言、文字、数据（包含物理参数）、生物信息、图像等信息形式。含物理参数）、生物信息、图像等信息形式。三、信息科学三、信息科学 信息含义的广泛性：信息含义的广泛性：光信息光信息：光滤波、光放大、光信息处理等（由全光学器件实现）光滤波、光放大、光信息处理等（由全光学器件实现）传媒信息：传媒信息：新闻出版、节目制作、图书资料管理、媒体传播学等都属于信新闻出版、节目制作、图书资料管理、媒体传播学等都属于信息科学技术范畴。息科学技术范畴。留声机留声机手摇计算机手摇计算机“电子信息科学技子信息科学技术”是借助是借助电子科学技子科学技术手段，手段，实现信息科学技信息科学技术目目标的理的理论、技、技术和方法，是和方法，是信息科学技信息科学技术中中应用最广、影响最深的一个用最广、影响最深的一个领域。域。机械信息技术：机械信息技术：如留声机（记录声音的振动波形）、手摇计算机等。如留声机（记录声音的振动波形）、手摇计算机等。从此世界进入电子时代从此世界进入电子时代!弗弗莱莱明明一、电与电子管一、电与电子管1906年弗雷斯特发明年弗雷斯特发明 的电真空三极管的电真空三极管1.3 1.3 电子电子技术的发展技术的发展1904年弗莱明发明年弗莱明发明 的电真空二极管的电真空二极管在电灯炮中在电灯炮中加一金属板加一金属板在二极管中在二极管中加一金属网加一金属网德德.弗弗雷雷斯斯特特电子管原理结构电子管原理结构不同型号的真空电子管不同型号的真空电子管在电真空管原理基础上，还发展出了众多的其它电真空器件，如：在电真空管原理基础上，还发展出了众多的其它电真空器件，如：电视机显像管电视机显像管CRT（Cathode Ray Tube）、示波器用的阴极射）、示波器用的阴极射线示波管、摄像机用的真空摄像管等。广播、电视、雷达等电子线示波管、摄像机用的真空摄像管等。广播、电视、雷达等电子信息设备进入了高速发展期，还发明了电子计算机，从此人类社信息设备进入了高速发展期，还发明了电子计算机，从此人类社会的电子信息时代开始了。会的电子信息时代开始了。二、半导体器件二、半导体器件1，电子管的缺点，电子管的缺点1946年年美美宾州大学宾州大学用用18800个电子管作个电子管作的世界上第一台计算的世界上第一台计算机。重机。重30吨，占地约吨，占地约两间教室大，耗电两间教室大，耗电174千瓦时，运算速千瓦时，运算速度度5000次加法次加法/秒。秒。体积大、功耗高：体积大、功耗高：1946年年世界上第一台计算机世界上第一台计算机晶体管发明者：晶体管发明者：巴丁、布拉坦和肖克利巴丁、布拉坦和肖克利1947年年美美贝尔实验室三位科学家巴丁、布拉坦和肖克利制造出了世界上第一贝尔实验室三位科学家巴丁、布拉坦和肖克利制造出了世界上第一只点接触型锗晶体三极管只点接触型锗晶体三极管2，晶体管的发明，晶体管的发明第一只晶体三极管第一只晶体三极管晶体管实物晶体管实物晶体管内部原理结构晶体管内部原理结构 晶体管相对于电子管体积小、重量轻、耗电省，晶体管相对于电子管体积小、重量轻、耗电省，是电子技术划时代的发明！是电子技术划时代的发明！三、集成电路三、集成电路1958年年美美德州仪器公司工程师杰克德州仪器公司工程师杰克基尔比在一块基尔比在一块6.45平方毫米硅片上集平方毫米硅片上集成了成了12个元件，研制出了一个个元件，研制出了一个RC移相振荡器。这是世界上第一块集成电路移相振荡器。这是世界上第一块集成电路芯片，它标志着电路制作上的一次革命性进展。芯片，它标志着电路制作上的一次革命性进展。基尔比基尔比1958年设年设计集成电路草稿计集成电路草稿世界第一片集成电路（世界第一片集成电路（1958）从此开从此开创了微了微电子新子新时代！代！1971年年世世 界界 上上 第第 一一 个个 商商 用用 微微 处处 理理 器：英特尔器：英特尔4004，晶晶 体体 管管 数数 目目：2300，速速 度度：108KHz 1961年年仙仙童童公公司司集集成成电电路路386CPU芯片芯片芯片内部布线芯片内部布线一块芯片内一块芯片内可集成可集成10万万以上的元器以上的元器件，从此电件，从此电子信息技术子信息技术跨入了飞速跨入了飞速发展的新时发展的新时期期！电子信息科学是最具活力的年轻学科！电子信息科学是最具活力的年轻学科！当今集成电路的制造水平：当今集成电路的制造水平：线宽线宽45纳米，一片集成电路就是一个电子系统纳米，一片集成电路就是一个电子系统！电子管发明至今只约电子管发明至今只约100年，集成电路发明不过年，集成电路发明不过50年！年！为纪念电子管发为纪念电子管发明明100周年制作周年制作的电子管、晶体的电子管、晶体管、集成电路混管、集成电路混装装PC机主板。机主板。1906年第一只电真空三年第一只电真空三极管诞生至极管诞生至2006年电子管发明年电子管发明100周年！周年！四、四、21世纪世纪电子新器件电子新器件 纳米电子学和纳米器件将是微电子器件的下一次革命，纳米电子器件的纳米电子学和纳米器件将是微电子器件的下一次革命，纳米电子器件的功能将远远超出人们的预期，它将给人类信息科学技术的发展带来新的功能将远远超出人们的预期，它将给人类信息科学技术的发展带来新的变革。变革。石墨烯被普遍认为会最终替代硅，而成石墨烯被普遍认为会最终替代硅，而成为纳米电子器件的理想材料。为纳米电子器件的理想材料。2008年年4月，英国科学家宣布他们用石墨烯制造月，英国科学家宣布他们用石墨烯制造出一种只有出一种只有1个原子厚、个原子厚、10个原子宽的个原子宽的超微型晶体管。不久前美国超微型晶体管。不久前美国IBM公司又公司又制造出了石墨烯集成电路。制造出了石墨烯集成电路。我国也正加紧石墨烯材料的研究。我国也正加紧石墨烯材料的研究。石墨烯原子排列示意图石墨烯原子排列示意图1.4 1.4 信息科学的研究领域信息科学的研究领域一、信息获取一、信息获取二、信息传输二、信息传输三、信息处理三、信息处理四、信息的存储四、信息的存储五、信息利用五、信息利用455一、信息获取一、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。语音是人类使用最频繁、使用最多的交流信息的工具。语音获取方法语音获取方法获取的语音波形获取的语音波形4磁体磁体线圈线圈纸盒纸盒送话器送话器1.4 1.4 信息科学的研究领域信息科学的研究领域2）图像信息获取方法：光电摄像、）图像信息获取方法：光电摄像、CCD成像、红外成像、微波成像、成像、红外成像、微波成像、X光医学图像等光医学图像等光电摄像管光电摄像管CCD成成像像器件器件多多光光谱谱地地面面成成像像照照片片X光光医医学学图图像像3）物理参数：）物理参数：如温度、压力、张力、变形、流量（液体或气体）、如温度、压力、张力、变形、流量（液体或气体）、流速等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。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。温度传感器温度传感器压力传感器压力传感器流量传感器流量传感器传感器是将物理参数变成电信号的专用器件。传感器是将物理参数变成电信号的专用器件。4，军事信息获取，军事信息获取卡-31 舰载预警直升机现代军事信息获取工具已发展成了一类复杂的信息获取平台，如预警飞机、现代军事信息获取工具已发展成了一类复杂的信息获取平台，如预警飞机、侦察卫星、雷达网和无人侦察飞机，甚至空天飞机等。侦察卫星、雷达网和无人侦察飞机，甚至空天飞机等。按信息获取使用的手段可分为雷达、电视、光学、照相、声纳、微波、红按信息获取使用的手段可分为雷达、电视、光学、照相、声纳、微波、红外和激光等。外和激光等。侦侦察察卫卫星星无无人人侦侦察察机机二、信息传输二、信息传输1，通信系统的模型通信系统的模型电话、广播、电视、互联网，都是信息传输系统。也称电话、广播、电视、互联网，都是信息传输系统。也称通信系统。通信系统。消息：指语音、文字、数据或图像非电信号消息：指语音、文字、数据或图像非电信号54单工工双工双工通信系通信系统类型型半双工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），但它是利注：广播、电视数字化后，用户可上传信息（如点播节目），但它是利用另一上传通道实现的。这类系统不叫双工。用另一上传通道实现的。这类系统不叫双工。2，通信系统类型通信系统类型信息传输的主要理论编码理论调制理论检测理论在大学在大学通信通信原理原理课课程中程中讲讲授授信息传输的其他课程详见教教学学计划划信息传输的理论和技术在电信息传输的理论和技术在电子信息科学技术中占有很大子信息科学技术中占有很大比重，但有待优化。比重，但有待优化。移动通信锁相技术交换原理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3，通信系统中的理论技术通信系统中的理论技术4，通信网通信网 5，互联网的拓展互联网的拓展电话网网电视网网互互联网网特点：特点：网络发展初期各网的信号结构、通信体制不同，相互独立，网络发展初期各网的信号结构、通信体制不同，相互独立，互不兼容。互不兼容。当前发展趋势：当前发展趋势：数字化、数字化、IP化，走向三网融合。化，走向三网融合。同时有多达千万级的用户接入网络。主要网络：同时有多达千万级的用户接入网络。主要网络：互联网可以打电话（网络电话、视频电话）、看电视（互联网可以打电话（网络电话、视频电话）、看电视（IPTV）、发）、发邮件（代替传真），同时还可以在网上购物、开视频会议等。邮件（代替传真），同时还可以在网上购物、开视频会议等。不但计算机和各种网络终端可以接入互联网，而且家用电器、交通不但计算机和各种网络终端可以接入互联网，而且家用电器、交通工具和各种配有网络接入信号端口的物品都可以接入互联网，称之工具和各种配有网络接入信号端口的物品都可以接入互联网，称之为为“物联网物联网”（The Internet of Things）三网融合的实质是：电话网、电视网融入到互联三网融合的实质是：电话网、电视网融入到互联网的网的IP信号体制！信号体制！三、信息处理三、信息处理1信号处理与信息处理信号处理与信息处理（1）信号处理：是针对信号中的某信号处理：是针对信号中的某一参数所进行的处理，在处理过程中一参数所进行的处理，在处理过程中未考虑信号参数所代表的信息含义。未考虑信号参数所代表的信息含义。信号处理模型：输入信号参信号处理模型：输入信号参数数输出信号参数。输出信号参数。（2）信息处理：有两种模型：信号）信息处理：有两种模型：信号信息、信息信息、信息信息。信息。信息处理往往要通过对信号中代表信息的相应参数的处理来实现。它对信息处理往往要通过对信号中代表信息的相应参数的处理来实现。它对信号参数的处理目的是服从于信息本身，如要求图像清晰度高、品质好信号参数的处理目的是服从于信息本身，如要求图像清晰度高、品质好等。等。信息处理主要包括：信息参数提取、增强、信息分类与识别等信息处理主要包括：信息参数提取、增强、信息分类与识别等。信。信息处理模块的设计与评价是以其输出信息的质量指标为依据。息处理模块的设计与评价是以其输出信息的质量指标为依据。汉字识别汉字识别2，汉字识别汉字识别印刷体印刷体汉字字识别汉字字识别手写体手写体汉字字识别脱机手写体脱机手写体汉字字识别尚在发展中。尚在发展中。联机手写体机手写体汉字字识别用于手机、计用于手机、计算机汉字输入。算机汉字输入。己较成熟。己较成熟。语义识别（自然（自然语言言处理、自然理、自然语言理解）言理解）基于推理、人工智能；用于不同语言的翻译机。基于推理、人工智能；用于不同语言的翻译机。正迅速发展。正迅速发展。语音信息音信息处理理语音数据音数据压缩语音音识别语音合成音合成主要用于智能机器人、翻译主要用于智能机器人、翻译机和智能玩具等机和智能玩具等从从64千比千比/秒（固定电话）己降至秒（固定电话）己降至1.2千比千比/秒秒（CDMA移动电话）移动电话）3，语音信息处理语音信息处理（1）语音识别：第一步是将模拟语音波形数字化，第二步是从数字语音语音识别：第一步是将模拟语音波形数字化，第二步是从数字语音信号中提取语音参数，第三步是建立语音的声学模型和语音模型，第四步信号中提取语音参数，第三步是建立语音的声学模型和语音模型，第四步是根据语音参数搜索和匹配语音模型与声学模型，最后识别出语音。是根据语音参数搜索和匹配语音模型与声学模型，最后识别出语音。（2）语音合成：是语音识别的逆过程，是将文本文件转换成语音。采语音合成：是语音识别的逆过程，是将文本文件转换成语音。采用语音合成技术可以制造出能朗读书、读报的机器。用语音合成技术可以制造出能朗读书、读报的机器。4图像信息处理及应用图像信息处理及应用数字数字图像像处理理图像数据像数据压缩图像增像增强图像复原像复原图像重建像重建图像分割像分割主要用于机器视觉、工业生产监主要用于机器视觉、工业生产监控、公安交通、医疗卫生、资源控、公安交通、医疗卫生、资源勘探、武器制导、农业估产、灾勘探、武器制导、农业估产、灾害评估等等。害评估等等。评：数字图像处理技术己应用评：数字图像处理技术己应用十分广泛！十分广泛！常见的数字图像和数字视频设备如可视电话、会议电视、卫星电常见的数字图像和数字视频设备如可视电话、会议电视、卫星电视、数字电视、高清晰度电视、视、数字电视、高清晰度电视、VCD、DVD等等 会议电视终端会议电视终端 可视电话可视电话 卫星电视接收器卫星电视接收器 图像通信图像通信 1三维快速血管造影成像三维快速血管造影成像 头部CT 主要应用如主要应用如X射线层析摄影射线层析摄影(CT)、核磁共振、核磁共振(MRI)、超声成像、血、超声成像、血管造影、细胞和染色体自动分类等。这些技术和设备大大提高了治管造影、细胞和染色体自动分类等。这些技术和设备大大提高了治疗诊断水平，减轻了病人的痛苦。疗诊断水平，减轻了病人的痛苦。医学领域医学领域 2遥感和航空测量遥感和航空测量3遥感：主要用于资源、矿藏勘探、国土规划、高速公路选线、灾害调查、遥感：主要用于资源、矿藏勘探、国土规划、高速公路选线、灾害调查、农作物估产、气象预报以及军事目标监视等。农作物估产、气象预报以及军事目标监视等。气象卫星云图气象卫星云图 土地变化监测图土地变化监测图 云南省大理州森林火灾云南省大理州森林火灾的遥感图的遥感图 该领域的应用从该领域的应用从70年代起取得了迅速的发展，主要有产品质量检测、年代起取得了迅速的发展，主要有产品质量检测、生产过程的自动控制、生产过程的自动控制、CADCAM等。等。检查瓶装液体容量是否合格检查瓶装液体容量是否合格 智能交通控制智能交通控制 工业与交通应用工业与交通应用 4汽车牌照识别系统图汽车牌照识别系统图 军事目标的侦察、制导和警戒系统、自动灭火器的控制及反伪装等军事目标的侦察、制导和警戒系统、自动灭火器的控制及反伪装等等都需要用到图像处理技术；等都需要用到图像处理技术；公安部门的现场照片、指纹、虹膜、面部、手迹、印章等的处理和公安部门的现场照片、指纹、虹膜、面部、手迹、印章等的处理和辨识也要借助图像处理。辨识也要借助图像处理。导弹制导导弹制导 指纹门锁指纹门锁 军事公安军事公安 5自动指纹识别系统自动指纹识别系统 下图是指纹图像预处理各阶段的结果：指纹原始图像指纹原始图像 滤波后图像滤波后图像 二值化图像二值化图像 细化图像细化图像 机器视觉主要用于军事侦察、危险环境的自主机器人，邮政、机器视觉主要用于军事侦察、危险环境的自主机器人，邮政、医院和家庭服务的智能机器人，装配线工件识别、定位，太空机器医院和家庭服务的智能机器人，装配线工件识别、定位，太空机器人的自动操作等。人的自动操作等。ASIMO踢球 ASIMO上楼梯 机器视觉机器视觉 6 当人们通过虚拟现当人们通过虚拟现实浏览、观赏时就如身实浏览、观赏时就如身临其境一般，并且可以临其境一般，并且可以选择任一角度，观看任选择任一角度，观看任一范围内的场景或选择一范围内的场景或选择观看物体的任一角度。观看物体的任一角度。虚拟漫游技术是虚虚拟漫游技术是虚拟现实（拟现实（VR）技术的）技术的重要分支，在建筑、旅重要分支，在建筑、旅游、游戏、军事、医学游、游戏、军事、医学等多种行业发展很快。等多种行业发展很快。VR的相关设备虚拟现实虚拟现实（VR）7四、信息存储四、信息存储硬硬盘光光盘闪存存/SD卡卡1.5英寸英寸-摄像机中使用。摄像机中使用。2.5英寸英寸-笔记本笔记本电脑使用。电脑使用。3.5英寸英寸-台式机使用。主流硬台式机使用。主流硬盘容量为盘容量为120500，己有，己有1000GB产品产品。DVD容量：容量：4.7GB8.3GB纳米存米存储器器容量可达容量可达16GB（USB移动存储器）、移动存储器）、SD卡容量更大。卡容量更大。21世纪新的存储器件（正大力研究）世纪新的存储器件（正大力研究）信息存信息存储器件器件硬盘硬盘光盘光盘USB闪存、闪存、SD卡卡45SD45五、信息利用五、信息利用信息利用主要领域：信息利用主要领域：无处不在、无时不在，广到社会生活的各个方面、无处不在、无时不在，广到社会生活的各个方面、各行各业，无论政治、经济、军事、交通、传媒和金融，小到个人生活、各行各业，无论政治、经济、军事、交通、传媒和金融，小到个人生活、娱乐和衣、食、住、行，可以说都离不开利用信息。娱乐和衣、食、住、行，可以说都离不开利用信息。1.4 1.4 信息科学的研究领域信息科学的研究领域信息利用的技术基础：信息利用的技术基础：网络、通信和计算机。网络、通信和计算机。信息利用的系统科学与技术：信息利用的系统科学与技术：“自动化与控制科学自动化与控制科学”和和“网络信息检索网络信息检索”1.自动控制系统中的信息利用自动控制系统中的信息利用一个控制系统必须获取一个控制系统必须获取信息、处理信息、传送信息、处理信息、传送信息和执行对被控制对信息和执行对被控制对象的按预定目标的某种象的按预定目标的某种操作，并获取操作后的操作，并获取操作后的系统行为信息。因而现系统行为信息。因而现代自动控制系统涵盖了代自动控制系统涵盖了信息科学的全部。当前，信息科学的全部。当前，工业自动化正在向工业工业自动化正在向工业信息化的更高阶段发展。信息化的更高阶段发展。信息控制与应用系统简图信息控制与应用系统简图 45文献检索（Document Retrieval）数据检索（Data Retrieval）事实检索（Fact Retrieval）信息检索 信息检索的分类信息检索的分类2.信息检索信息检索46 网络信息资源网络信息资源（2）用户用户服务组服务组信息资源信息资源（3）Gopher信息资源信息资源（6 6）WAISWAIS资源资源（1 1）WWWWWW信息资源信息资源信息资源分类信息资源分类（5 5）F FTPTP信息信息资源资源 （4）Telnet信息信息资源资源（5）FTP信息信息资源资源网络是信息的海洋，掌握信息检索的方法能帮网络是信息的海洋，掌握信息检索的方法能帮助科技人员迅速从互联网中获取知识。助科技人员迅速从互联网中获取知识。0812 计算机科学与技术计算机科学与技术 081201 计算机系统结构计算机系统结构 081202 计算机软件与理论计算机软件与理论 081203 计算机应用技术计算机应用技术0809 电子科学与技术电子科学与技术 080901 物理电子学物理电子学 080902 电路与系统电路与系统 080903 微电子与固体电子学微电子与固体电子学 080904电磁场与微波技术电磁场与微波技术0810 信息与通信工程信息与通信工程 081001通信与信息系统通信与信息系统 081002信号与信息处理信号与信息处理0811 控制科学与工程控制科学与工程 081101 控制理论与控制工程控制理论与控制工程 081102 检测技术与自动化装置检测技术与自动化装置 081103 系统工程系统工程 081104模式识别与智能系统模式识别与智能系统 081105 导航、制导与控制导航、制导与控制一、教育部一、教育部”工学工学“一、二级学科目录一、二级学科目录0803 光学工程光学工程（不设二级学科）（不设二级学科）1.5 电子信息科学技子信息科学技术的的 学科与学科与专业各学科之间关系示意：各学科之间关系示意：控制科学与工程控制科学与工程电子科学与技子科学与技术信息信息与与通信通信工程工程计算算机机科学科学与与技技术光光电信信息息技技术电子科学与技术：电子科学与技术：承担电子材料与元器承担电子材料与元器件的研究、设计、制造与应用。它是信件的研究、设计、制造与应用。它是信息科学技术的基础。息科学技术的基础。控制科学与工程：控制科学与工程：主要是研究信息综合主要是研究信息综合应用，分析、判断、决策。应用，分析、判断、决策。信息与通信工程：信息与通信工程：从事信息获取、信息从事信息获取、信息处理、信息传输与通信网络的理论、技处理、信息传输与通信网络的理论、技术与产品的研究开发、设计与制造术与产品的研究开发、设计与制造。计算机科学与技术：计算机科学与技术：计算机系统结构、计算机系统结构、软件工程、人工智能、信息存储、计算软件工程、人工智能、信息存储、计算机网络及计算机外部设备等的理论、技机网络及计算机外部设备等的理论、技术、设备的设计、制造与研究工作术、设备的设计、制造与研究工作光电信息技术：光电信息技术：在在激光发明之后产生的新领域，它与电子信息科学技术的所有学激光发明之后产生的新领域，它与电子信息科学技术的所有学科都密不可分，如光计算机、光存储、光通信、激光雷达等。科都密不可分，如光计算机、光存储、光通信、激光雷达等。二、电子信息科学技术的学科分工二、电子信息科学技术的学科分工三、学科融合三、学科融合1.学科的分化、交叉与融合是科技发展的必然学科的分化、交叉与融合是科技发展的必然 科学技术发展的规律：在发展基础上分化，产生新学科，同时又在新的发科学技术发展的规律：在发展基础上分化，产生新学科，同时又在新的发展基础上使多个学科交叉融合。展基础上使多个学科交叉融合。现代大学是按学科组建的，大学的学科建设与调整又是以科技发展为基础、现代大学是按学科组建的，大学的学科建设与调整又是以科技发展为基础、以适应国家建设需求为目的的。二十世纪七十年代至九十年代，由于电子信以适应国家建设需求为目的的。二十世纪七十年代至九十年代，由于电子信息技术的进步，促使信息科学技术大发展，形成了多个新的学科；也是由于息技术的进步，促使信息科学技术大发展，形成了多个新的学科；也是由于科学技术的发展，使现有学科交叉融合。这是当代信息科学技术发展的重要科学技术的发展，使现有学科交叉融合。这是当代信息科学技术发展的重要特征。特征。学科的融合不仅发生在信息科学技术的学科之间，而且也发生在电力工程、学科的融合不仅发生在信息科学技术的学科之间，而且也发生在电力工程、机械工程与信息学科之间。如机械工程与信息学科之间。如“机电一体化机电一体化”、“光机电一体化光机电一体化”等。等。新的交叉学科和综合性学科的出现，将改变原有学科的知识体系，新的交叉学科和综合性学科的出现，将改变原有学科的知识体系，对大学的专业设置、教学计划和课程建设提出了新的要求，大学只有适对大学的专业设置、教学计划和课程建设提出了新的要求，大学只有适应这些要求，不断进行教学改革，才能培养出适应国家建设需求的高质应这些要求，不断进行教学改革，才能培养出适应国家建设需求的高质量人才。量人才。2.电子信息学科之间的融合电子信息学科之间的融合电子信息科学技术的各个学科各有侧重，但交叉与融合的趋势越来越明显。电子信息科学技术的各个学科各有侧重，但交叉与融合的趋势越来越明显。（1）技术融合）技术融合 当代的信息系统设备，一般它们都是通信、信息处理、计算机、自动控制当代的信息系统设备，一般它们都是通信、信息处理、计算机、自动控制等多学科技术的综合。激光的发明又开创了更广泛的学科之间的融合，产生等多学科技术的综合。激光的发明又开创了更广泛的学科之间的融合，产生了光电信息技术的新领域，计算机有了超大容量光存储；激光和通信相结合了光电信息技术的新领域，计算机有了超大容量光存储；激光和通信相结合出现了光纤通信、自由空间光通信、激光雷达等新一代电子信息产品。出现了光纤通信、自由空间光通信、激光雷达等新一代电子信息产品。（2）产品融合）产品融合 集成电路是推动产品融合的动力，一块集成电路就是一个电子系统，集成电路是推动产品融合的动力，一块集成电路就是一个电子系统，CPU（集成电路）（集成电路）+软件软件=电子信息系统，一个信息系统产品已将多学科、多电子信息系统，一个信息系统产品已将多学科、多专业结合在一起。专业结合在一起。无论是从技术层面，还是具体到实际产品，信息无论是从技术层面，还是具体到实际产品，信息学科领域之间都无法切割。学科领域之间都无法切割。四、我国电子信息科学技术的本科专业设置四、我国电子信息科学技术的本科专业设置（1）本科专业目录：是高等学校教育工作的一项基本文件；专业目录是设本科专业目录：是高等学校教育工作的一项基本文件；专业目录是设置、调整专业、实施人才培养、授予学位、安排招生、指导毕业生就业、进置、调整专业、实施人才培养、授予学位、安排招生、指导毕业生就业、进行教育信息统计处理和人才需求预测等工作的重要依据，也是国家对高等教行教育信息统计处理和人才需求预测等工作的重要依据，也是国家对高等教育进行宏观管理的基本指导性文件。育进行宏观管理的基本指导性文件。（2）本科专业与研究生学科有何联系？本科专业与研究生学科有何联系？学科：是培养研究生（包括硕士、博士）划分的科学领域；学科划分是学科：是培养研究生（包括硕士、博士）划分的科学领域；学科划分是遵循知识体系自身的逻辑关系；设置研究生学科的主要目的是推动科学技遵循知识体系自身的逻辑关系；设置研究生学科的主要目的是推动科学技术的创新和进步。术的创新和进步。本科专业：是以学科分类为背景、按照学科分类和社会对不同业务领域本科专业：是以学科分类为背景、按照学科分类和社会对不同业务领域和岗位的人才的需要来设置的培养人才的目录；设置本科专业的目的是规和岗位的人才的需要来设置的培养人才的目录；设置本科专业的目的是规范、指导高等学校分类培养人才。范、指导高等学校分类培养人才。（3）我国的本科专业目录）我国的本科专业目录 教育部于教育部于1993发布了发布了专业目录专业目录，1998年颁布实施。之后多次调整，年颁布实施。之后多次调整，2004年又一次颁布年又一次颁布全国普通高等学校本科专业目录全国普通高等学校本科专业目录。在这一专业目录中，。在这一专业目录中，“理学理学”类、类、“工学工学”类和类和“管理学管理学”类共计约有类共计约有50余个专业和电子信息科余个专业和电子信息科学技术有关，有的专业属于电子信息科学技术的核心领域，有的则属于电子学技术有关，有的专业属于电子信息科学技术的核心领域，有的则属于电子信息科学技术的应用，或是属于其他学科与电子信息科学技术的交叉。信息科学技术的应用，或是属于其他学科与电子信息科学技术的交叉。教育部已于教育部已于2010年初又一次启动了对现行年初又一次启动了对现行专业目录专业目录的修订工作（见教的修订工作（见教育部高等教育司育部高等教育司关于征求本科专业目录修订工作意见和建议的通知关于征求本科专业目录修订工作意见和建议的通知（教（教高司函高司函201050号）。号）。2010年年7月教育部通知在新能源、信息网络、新材料、农业、医药、空间、月教育部通知在新能源、信息网络、新材料、农业、医药、空间、海洋和地球探索与资源开发利用领域新增海洋和地球探索与资源开发利用领域新增25个本科专业，属于电气信息类的个本科专业，属于电气信息类的有：有：物联网工程、传感网技术和智能电网信息工程物联网工程、传感网技术和智能电网信息工程等。等。电子信息科学技术应用的广泛性、学科的交叉性，形成电子信息科学技术应用的广泛性、学科的交叉性，形成了与电子信息科学技术有关本科专业的多样性。了解电子了与电子信息科学技术有关本科专业的多样性。了解电子信息科学技术的主要学科领域将有利于了解大学本科专业信息科学技术的主要学科领域将有利于了解大学本科专业的设置、课程以及它的技术领域，同时也有利于扩大各专的设置、课程以及它的技术领域，同时也有利于扩大各专业学生的视野，增强学生自主学习的能力。业学生的视野，增强学生自主学习的能力。小结小结1）介绍了电子信息技术涉及的几个基本概念：如信息、信息技术和）介绍了电子信息技术涉及的几个基本概念：如信息、信息技术和信息科学等。信息科学等。2）概述了电子信息技术的发展情况，介绍了电子信息科学技术研究）概述了电子信息技术的发展情况，介绍了电子信息科学技术研究的主要问题：信息获取、信息传输、信息处理和信息利用；简单介的主要问题：信息获取、信息传输、信息处理和信息利用；简单介绍了语音、图像信息的获取技术及应用。绍了语音、图像信息的获取技术及应用。3）介绍了电子信息技术学科划分情况和它们之间的分工与融合。）介绍了电子信息技术学科划分情况和它们之间的分工与融合。希望通过本章学习能粗略了解电子信息技术的过去、现在、未来及希望通过本章学习能粗略了解电子信息技术的过去、现在、未来及应用；了解要深入掌握这些技术需要进一步学习的基础理论知识、应用；了解要深入掌握这些技术需要进一步学习的基础理论知识、专业技术知识、大致了解各专业的学科分工及学科之间相互融合的专业技术知识、大致了解各专业的学科分工及学科之间相互融合的发展趋势，从而明确今后进一步学习的方向。发展趋势，从而明确今后进一步学习的方向。4）介绍了）介绍了我国电子信息科学技术的本科专业设置及调整我国电子信息科学技术的本科专业设置及调整。第一章第一章 概述概述第一章（完）第一章（完）