第1章电子应用系统设计导论
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计算机导论：第01章
计算机导论
8
计算机科学与技术学科
计算机科学技术是研究计算机的设计与制造和利用计 算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、 原则、方法和技术的学科。它包括科学与技术两方面。科 学侧重于研究现象、揭示规律；技术则侧重于研制计算机 和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。科学 是技术的依据,技术是科学的体现；技术得益于科学,它又 向科学提出新的课题。科学与技术相辅相成、互为作用,二 者高度融合是计算机科学技术学科的突出特点。计算机科 学技术除了具有较强的科学性外,还具有较强的工程性，因 此，它是一门科学性与工程性并重的学科。表现为理论性 和实践性紧密结合的特征。
计算机导论
21
信息化社会的挑战
信息化社会的特征： 建立完善的信息基础设施 采用先进的信息技术 建立广泛的信息产业 拥有高素质的信息人才 构建良好的信息环境 信息化社会不仅是科学技术进步的产物，而且也是社会管 理体制和政策激励的结果。如果没有现代化的市场体制和 相关的政策、法规，信息化社会将无法正常运作。
15
计算机科学与技术学科的教育
计算机科学与技术学科的发展速度是非常快的,计
算机软、硬件系统的不断更新，使得学科的教育已经完 全不能通过跟踪流行系统的变化来跟踪学科的发展，更
不能以流行的系统来确定我们的教学内容。对计算机科
学和技术学科而言，“有限的在校时间与不断增长的知 识的矛盾”更为突出。另一方面，经过几十年的发展，
计算机导论
20
优秀学生
学校应该为有才华的学生提供发挥全部潜能的机会， 使这些有才华的学生能应用课程中学到的原理进行有创 造性的工作，能在分析、设计、开发适应需求的复杂系 统过程中做出有创意的贡献；他们能够对自己和他人的 工作进行确切的评价与检验。这些优秀的人未来将有可 能领导这门学科的发展。这需要在对学生的教育过程中 有意识地为他们的成长提供帮助和锻炼的机会，更要鼓 励他们树立起强烈的创新的意识和信心，鼓励他们去探 索。
设计概论--第一章-导论
塞尚认为：“画画并不意味着盲目 地去复制现实，它意味着寻求各种 关系的和谐。”从塞尚开始，西方 画家从追求真实地描画自然，开始 转向表现自我，并开始出现形形色
“设计”的概念
色的形式主义流派，形成现代绘画 的潮流。
日常语言中的“设计” 多个层次、通常分为 三类： 第一、精神活动层面。 是指在人的意识和思想中对人的生活世界进行 预先设定与规划，这是宽泛意义上的设计； 第二、造物活动层面。 设计起源于人类物质生存的需要，是人为了改 善生存环境而进行的有目的的造物活动。从远 古的彩陶、青铜，到今天的电子、家具产品等 ，都是人类为了改善自身的生存环境，基于精 神或物质上的需要而创造出来的物品。这是狭 义上的设计；
“设计”的概念
第三、非物质层面。 指在信息社会中，对信息的表达和处理所进行 的设想与规划。如人机交互界面的设计、软件 程序的设计等。这是设计在信息时代新的表现 形式。
“设计”的概念
深泽直人——茶包设计
（造物活动层面）
设计 —— 一词虽然是西语Design在现
代汉语中的反映，但其西语词源学上的含义，
1950年，美国人爱德华·考夫曼·琼尼“12条定义”：
1.现代设计应满足现代生活的实际需要。
2.现代设计应体现时代精神。 3.现代设计应不断发展的纯美术与纯科学中吸取营养。 4.现代设计应灵活运用新材料、新技术，并使其得到发展。 5.现代设计应通过运用适当的材料和技术手段，不断丰富 产品的造型、肌理、色彩等效果。 6.现代设计应明确表达对象的意图，绝不能模棱两可。 7.现代设计应体现使用材料所具备的区别于它种材料的特 性及美感。 8.现代设计须明确表达产品的制作方法，不能使用表面可 行，实际却不能适应大量生产的欺骗手段。
另一种斱式为写意仿生设计也就是在仿生自然界物佑时需要对物佑的典型特征造型迚行升华加工然后通过设计手段实现再特征的再创造这种斱式丌仅在视觉上佑现出了物佑特质的仿生更是追求物佑特性的意境也就是通过造型表现出杢的产品情怀引起亰仧养心丐界的共鸣
《计算机导论》教案
《计算机导论》教案教案主题：《计算机导论》教学计划教学目标：1.了解计算机的基本概念、发展历程和应用领域；2.掌握计算机的基本硬件组成和工作原理；3.理解计算机的数据表示和处理方法；4.熟悉计算机操作系统和常用应用软件的功能和使用方法；5.掌握计算机网络的基本知识和互联网的使用方法；6.培养学生的计算机应用能力和信息素养。
教学内容：第一章计算机导论1.计算机的基本概念2.计算机的发展历程3.计算机的应用领域4.计算机的分类和组成5.计算机的工作原理6.计算机的性能指标第二章计算机的数据表示和处理1.计算机的数据表示方式2.二进制数系统及运算3.计算机的存储结构和存储器4.计算机的运算器和控制器5.指令和指令系统6.计算机中断和异常处理第三章计算机操作系统1.操作系统的基本概念2.操作系统的功能3.常见操作系统的介绍和比较4.操作系统的安装和配置5.操作系统的基本操作和管理第四章计算机网络和互联网1.计算机网络的基本概念2.计算机网络的分类和拓扑结构3.计算机网络的通信协议4.互联网的起源和发展5.互联网的应用和服务6.互联网安全和网络管理教学方法：1.引导式教学：通过提问和讨论，激发学生的兴趣，培养学生的主动学习能力；2.实践操作：利用计算机实验室进行操作训练，让学生亲自实践，巩固所学知识；3.多媒体辅助教学：使用多媒体教学工具，如PPT、视频等，直观生动地呈现教学内容；4.分组合作学习：鼓励学生进行小组讨论、合作学习，促进交流和思维碰撞；5.课后作业和考试：布置适量的课后作业，定期进行课堂练习和考试，检查学生的学习情况。
教学重点：1.计算机的基本概念和发展历程；2.计算机的基本硬件组成和工作原理；3.计算机的数据表示和处理方法；4.计算机操作系统和常用应用软件的功能和使用方法；5.计算机网络的基本知识和互联网的使用方法。
教学评价：1.课堂表现评价：根据学生的课堂参与情况、问题解答能力、思维活跃程度等进行评价；2.实验报告评价：根据学生实验报告的完整性、准确性、实验过程的记录和分析能力等进行评价；3.课后作业评价：根据学生的作业完成情况、答案的准确性和解题思路的合理性进行评价；4.考试评价：根据学生的考试成绩和知识掌握程度进行评价。
系统建模与仿真-第1章 导论
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1.1 系统
三、 西方主要系统流派
(1)以麦萨罗维克(M.Mesorovic)为代表的数学系统学派。 (2)以霍尔(Arthur D.Hall)等人为代表的系统分析学派。 (3)以阿考夫(Russell Ackoff)为代表的运筹学派。 (4)特洛卡勒(Len Trocale)创立的耦合命题学派。 (5)福雷斯特(Jay W.Forrester)创立的系统动力学学派。 (6)以奥杜姆(Howard T.Odum)为代表的系统生态学派。 (7)以比尔(Stafford Beer)为代表的活力系统学派。 (8)以亚伯拉罕(Ralph Abraha。m)为代表的动态系统学派。
1.3 系统仿真
1.3.1系统仿真的定义与特点
定义1.3.1：通过对替代物或模仿品的实验分析对与 之相似的原型系统进行研究的过程称为系统仿真。 系统仿真包含三个基本要素：实际系统、数学模型、 计算机。系统仿真过程的实现则要通过三项基本活动： 建立模型、实验仿真、结果分析（如图1.3所示）。
1.3 系统仿真
。 。
1.1 系统
四、中国的系统科学研究与应用
50年代中期，钱学森和许国志把运筹学从西方带到中国 50年代未期，中国科学家开始将运筹学应用于国民经济发展。 20世纪70年代，在钱学森、宋健、许国志等人的大力倡导下， 中国出现了新的系统科学研究热潮。 华罗庚提出的解决国民经济大范围优化问题的“产综正特征矢 量法”，钱学森提出的“综合集成方法”，都极大地丰富了系 统科学方法论。70年代末80年代初，中国学者创立了一批系统 科学新学科，其中邓聚龙创立的“灰色系统理论”、吴学谋提 出的“泛系理论”和蔡文创立的“物元分析”，都在国际上产 生了一定影响。
第1章集成电路设计导论
第1章 集成电路设计导论
1、微电子（集成电路）技术概述 2、集成电路设计步骤及方法
1
集成电路设计步骤
➢ “自底向上”（Bottom-up）
“自底向上”的设计路线，即自工艺开始，先进行单元设 计，在精心设计好各单元后逐步向上进行功能块、子系统 设计直至最终完成整个系统设计。在模拟IC和较简单的数 字IC设计中，大多仍采用“自底向上”的设计方法 。
5
半定制方法
半定制的设计方法分为： 门阵列（GA：Gate Array）法； 门海（GS：Sea of Gates）法； 标准单元（SC: Standard Cell）法； 积木块（BB：Building Block Layout）； 可编程逻辑器件（PLD：Programmable Logic Device)设计法。
标准单元法也存在不足：பைடு நூலகம்
(1) 原始投资大：单元库的开发需要投入大量的人力物力；当工艺变化时， 单元的修改工作需要付出相当大的代价，因而如何建立一个在比较长的时 间内能适应技术发展的单元库是一个突出问题。 (2) 成本较高：由于掩膜版需要全部定制，芯片的加工也要经过全过程，因 而成本较高。只有芯片产量达到某一定额(几万至十几万)，其成本才可接受。
不满足 后仿真
满足
VLS流I数片、字封I装C、的测设试 计流图
功能要求
系统建模 （Matlab等）
不满足 电路仿真
满足 手工设计
版图 不满足
后仿真 满足
模流拟片、IC封的装、设测计试 流图
3
集成电路设计方法
➢ 全定制方法（Full-Custom Design Approach） ➢ 半定制方法（Semi-Custom Design Approach）
1、微电子（集成电路）技术概述 2、集成电路设计步骤及方法
1
集成电路设计步骤
➢ “自底向上”（Bottom-up）
“自底向上”的设计路线，即自工艺开始，先进行单元设 计，在精心设计好各单元后逐步向上进行功能块、子系统 设计直至最终完成整个系统设计。在模拟IC和较简单的数 字IC设计中，大多仍采用“自底向上”的设计方法 。
5
半定制方法
半定制的设计方法分为： 门阵列（GA：Gate Array）法； 门海（GS：Sea of Gates）法； 标准单元（SC: Standard Cell）法； 积木块（BB：Building Block Layout）； 可编程逻辑器件（PLD：Programmable Logic Device)设计法。
标准单元法也存在不足：பைடு நூலகம்
(1) 原始投资大：单元库的开发需要投入大量的人力物力；当工艺变化时， 单元的修改工作需要付出相当大的代价，因而如何建立一个在比较长的时 间内能适应技术发展的单元库是一个突出问题。 (2) 成本较高：由于掩膜版需要全部定制，芯片的加工也要经过全过程，因 而成本较高。只有芯片产量达到某一定额(几万至十几万)，其成本才可接受。
不满足 后仿真
满足
VLS流I数片、字封I装C、的测设试 计流图
功能要求
系统建模 （Matlab等）
不满足 电路仿真
满足 手工设计
版图 不满足
后仿真 满足
模流拟片、IC封的装、设测计试 流图
3
集成电路设计方法
➢ 全定制方法（Full-Custom Design Approach） ➢ 半定制方法（Semi-Custom Design Approach）
电子信息技术导论-第1章
图1.1通信系统的一般模型
第1章 数字技术
在这个通信过程中，要经过一些变换。在发射 信号时，需要以下变换：
（1）编码：需要把对应的短信的汉字，变换成数 字信号。在手机中经常使用的是：信源编码、信道 编码、加密编码。 （2）调制：因为手机信号的传输信道是无线信道， 所以，需要经过调制，把原来的数字信号变成射频 调制电信号，以便在信道中传输。
Ms ( )
O 2 T
图1.5 频谱重叠
第1章 数字技术
1.3.4 脉冲调制
脉冲调制就是以时间上离散的脉冲串作为载波， 用模拟基带信号m(t)去控制脉冲串的某个参数， 使 其按m(t)的规律变化的调制方式。 1. 脉冲调制的分类 （1）脉冲振幅调制(PAM)。 （2）脉冲宽度调制(PDM)。 （3）脉冲相位调制(PPM)。 这三种脉冲调制的波形如图 1.6 所示。
（3）这样，经过N次传送，最后的误码只相当一次传送。 这就是数字信号的纠错能力。
第1章 数字技术
5. 综合业务数字网 对于模拟信号来说，不同的信号形式，比如： 语音、文字、图象、视频，需要不同的处理系统。 如果把各种模拟信号，统统转换成数字信号， 就可以使用同一个系统来处理了，这就是综合业 务数字网的初衷。 因此，数字技术得到了普遍使用，我们已经 进入数字时代。
第1章 数字技术
1.2.2 数字通信系统的优点
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
频谱利用率高，有利于提高系统容量。 能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性。 抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强。 能实现更有效、灵活的网络管理和控制。 便于实现通信的安全保密。 可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量。
第1章 数字技术
1.3 模数变换 1.3.1 模数变换的概念 自然界的许多信息都是模拟量，若要利用数字通信 系统传输模拟信号，一般需三个步骤： （1） 把模拟信号数字化，模数（A/D）变换。
《计算机导论》课程标准
《计算机导论》课程标准一、课程概述《计算机导论》是计算机科学与技术专业的一门必修课程，旨在引导学生了解计算机科学的基本概念、原理和方法，掌握计算机科学的基本知识和核心思想，为后续课程的学习打下坚实的基础。
二、课程目标1、掌握计算机科学的基本概念、原理和方法，了解计算机系统的基本组成、工作原理和性能特点。
2、掌握计算机程序设计的基本思想、方法和技能，能够进行简单的程序设计。
3、掌握数据库系统的基本原理、设计和应用，能够进行简单的数据库应用开发。
4、掌握计算机网络的基本原理、协议和应用，能够进行简单的网络配置和维护。
5、了解计算机科学的发展历程、趋势和前沿技术，培养学生对计算机科学的兴趣和爱好。
三、课程内容1、计算机基础知识：包括计算机系统的基本组成、工作原理和性能特点，计算机数值表示和计算方法等。
2、程序设计基础：包括程序设计的基本思想、方法和技能，数据类型、控制结构、数组和函数等。
3、数据库系统基础：包括数据库系统的基本原理、设计和应用，关系数据库系统、SQL语言等。
4、计算机网络基础：包括计算机网络的基本原理、协议和应用，TCP/IP 协议、HTTP协议等。
5、计算机科学前沿技术：包括人工智能、大数据、云计算、区块链等新兴技术的发展历程、趋势和应用。
四、课程实施1、理论教学：采用多媒体课件、板书等多种教学手段，注重基本概念、原理和方法的讲解，帮助学生建立计算机科学的基本知识体系。
2、实验教学：设置多个实验项目，包括编程实验、数据库操作实验、网络配置实验等，帮助学生加深对理论知识的理解和掌握。
3、课程讨论：组织学生进行小组讨论和交流，鼓励学生提出问题和解决问题，培养学生的合作精神和沟通能力。
4、课外拓展：推荐优秀学生阅读计算机科学相关的经典著作和前沿文献，引导学生深入了解计算机科学的发展历程和趋势。
五、课程评价1、平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验操作等，占总评成绩的30%。
2、期末考试：采用闭卷考试形式，考核学生对课程基本概念、原理和方法的掌握程度，占总评成绩的70%。
第1章导论习题
习题
1、项目的定义是什么，有什么特点，请给出三个是项目的例子， 并给出三个不是项目的例子。
2、判断以下活动中哪些是项目，哪些不是项目，并请说明理由。 （1）升级某政府部门的办公自动化系统 （2）打字员打印文件 （3）报考软件学院软件工程硕士研究生 （4）购买家用轿车 （5）每天骑车上班
3、项目生命周期包括哪些阶段？哪个阶段具有最大的不确定性？ 各个阶段的活动主要有哪些？
Wu Qiulan
习题
4、什么是项目管理？什么是软件项目管理？
5、项目管理的六要素有哪些？ 6、项目管理分哪些？
8、项目管理的六要素有哪些？TQC指什么？ 9、软件项目管理中一般有哪些人际关系矛盾？试阐述可能的 解决方法。
Wu Qiulan
1、项目的定义是什么，有什么特点，请给出三个是项目的例子， 并给出三个不是项目的例子。
2、判断以下活动中哪些是项目，哪些不是项目，并请说明理由。 （1）升级某政府部门的办公自动化系统 （2）打字员打印文件 （3）报考软件学院软件工程硕士研究生 （4）购买家用轿车 （5）每天骑车上班
3、项目生命周期包括哪些阶段？哪个阶段具有最大的不确定性？ 各个阶段的活动主要有哪些？
Wu Qiulan
习题
4、什么是项目管理？什么是软件项目管理？
5、项目管理的六要素有哪些？ 6、项目管理分哪些？
8、项目管理的六要素有哪些？TQC指什么？ 9、软件项目管理中一般有哪些人际关系矛盾？试阐述可能的 解决方法。
Wu Qiulan
电子系统设计——第1章电子系统设计方法(讲稿)-0共79页文档
典型的电子系统结构
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
9
9
电子系统的设计
1、一般方法
自顶向下的设计方 法
自底向上的设计方 法
以自顶向下方法为 主导，并结合使用 自底向上的方法
何谓顶？ 顶——系统的功能
何谓底？ 底——最基本的元、器 件，甚至是版图
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
10
元、器件
版图
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
12
12
电子系统的设计
自上而下法的要领
从顶层到底层 从概括到展开 从粗略到精细
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
13
13
电子系统的设计
自上而下法遵循的原则
（1）正确性和完
备性原则
（2）模块化，结
构化原则
（3）问题不下放
原则
（4）高层主导原
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
47
47
各种电子系统设计步骤综述
车速及路程计算模块：采用断续式光电开关，在车轮上均匀分 布遮光条，车轮转动产生脉冲。 躲避障碍物模块：采用超声波测距，由于障碍物随机放置，测 试后躲避障碍物的模糊控制较为复杂。由于障碍物在两个方形障 碍区内，可依靠光源指示行走。 电源模块：单一电源供电，由于电机启动瞬间电流大，将造成 电源系统的不稳定，可能会影响系统正常工作。双电源供电，将 电机驱动电源与单片机、传感器等电路的供电系统隔离，提高系 统的可靠性。
《电子系统设计》第1章 电子系统设计导论
渤海大学工学院TM 学院
1
电子系统概述
1、定义 1）、系统的定义
系统是由两个以上
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
9
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电子系统的设计
1、一般方法
自顶向下的设计方 法
自底向上的设计方 法
以自顶向下方法为 主导，并结合使用 自底向上的方法
何谓顶？ 顶——系统的功能
何谓底？ 底——最基本的元、器 件，甚至是版图
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
10
元、器件
版图
《电子系统设计》 渤海大学工学院
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电子系统的设计
自上而下法的要领
从顶层到底层 从概括到展开 从粗略到精细
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
13
13
电子系统的设计
自上而下法遵循的原则
（1）正确性和完
备性原则
（2）模块化，结
构化原则
（3）问题不下放
原则
（4）高层主导原
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
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各种电子系统设计步骤综述
车速及路程计算模块：采用断续式光电开关，在车轮上均匀分 布遮光条，车轮转动产生脉冲。 躲避障碍物模块：采用超声波测距，由于障碍物随机放置，测 试后躲避障碍物的模糊控制较为复杂。由于障碍物在两个方形障 碍区内，可依靠光源指示行走。 电源模块：单一电源供电，由于电机启动瞬间电流大，将造成 电源系统的不稳定，可能会影响系统正常工作。双电源供电，将 电机驱动电源与单片机、传感器等电路的供电系统隔离，提高系 统的可靠性。
《电子系统设计》第1章 电子系统设计导论
渤海大学工学院TM 学院
1
电子系统概述
1、定义 1）、系统的定义
系统是由两个以上
系统工程课件第一章(1)
（COOPETITION；GUANXI） 科学发展观引起普遍关注（系统发展观）
v 管理科学的发展与管理人才培养
管理科学发展的“制高点” ——系统化管理
T型人才
系统工程课件第一章(1)
导论：What
v SE是以大规模复杂系统（特 别是管理系统）为研究对象， 在系统理论、管理科学及其运 筹学、专业工程技术等学科基 础上形成的一门交叉学科。通 过学习，主要使学生掌握分析 与解决一般管理系统问题的思 想、程序和方法。
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
(二)系统理论的产生与发展
系统工程的研 究对象
一般系统论、控制论、信息论、 耗散结构理论、协同学及自组织理论
等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
。
SE的概念与 特点
系统工程课件第一章(1)
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
第三段
（课堂习题2）[2]
v 系统工程应用实例 [2] v （课程总结）[1]
第四段
系统工程课件第一章(1)
导论：Who/Where v Who/Where?
Who —— 学生为主体，教师为主导。 Where —— 将课堂内外的学习结合起来！
系统工程课件第一章(1)
导论：How
v How?
建议注坚重持系问统题思导1耳2考向、、说不严话许禁点3使迟平0名%用到时一，手及10次两机中%无次及途+(故扣交早期未除头退中到7接+0期扣%末除，考平三试时次）成无9绩平0时% 采用系统化3方、法不无成故绩缺。课作业一次未交及抄袭扣除
系统工程课件第一章(1)
2020/11/30
系统工程课件第一章(1)
v 管理科学的发展与管理人才培养
管理科学发展的“制高点” ——系统化管理
T型人才
系统工程课件第一章(1)
导论：What
v SE是以大规模复杂系统（特 别是管理系统）为研究对象， 在系统理论、管理科学及其运 筹学、专业工程技术等学科基 础上形成的一门交叉学科。通 过学习，主要使学生掌握分析 与解决一般管理系统问题的思 想、程序和方法。
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
(二)系统理论的产生与发展
系统工程的研 究对象
一般系统论、控制论、信息论、 耗散结构理论、协同学及自组织理论
等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
。
SE的概念与 特点
系统工程课件第一章(1)
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
第三段
（课堂习题2）[2]
v 系统工程应用实例 [2] v （课程总结）[1]
第四段
系统工程课件第一章(1)
导论：Who/Where v Who/Where?
Who —— 学生为主体，教师为主导。 Where —— 将课堂内外的学习结合起来！
系统工程课件第一章(1)
导论：How
v How?
建议注坚重持系问统题思导1耳2考向、、说不严话许禁点3使迟平0名%用到时一，手及10次两机中%无次及途+(故扣交早期未除头退中到7接+0期扣%末除，考平三试时次）成无9绩平0时% 采用系统化3方、法不无成故绩缺。课作业一次未交及抄袭扣除
系统工程课件第一章(1)
2020/11/30
系统工程课件第一章(1)
微电子与集成电路设计导论 第一章 概论
图1.5.4 国内集成电路的供求关系
图1.5.5 集成电路的进口量
➢ 我国的微电子技术的发展大致可以分为两个阶段：
第一个阶段：在2000年之前，1956年，北京大学、复旦大学、东北人民 大学、厦门大学、南京大学在北大联合创建半导体专业。1977年在北京 大学诞生了第一块大规模集成电路。而在1980年以后，初步形成了制造 业、设计业、封装业分离的状态。
➢ 膜集成电路：是在玻璃或陶瓷片等绝缘物体上，以膜的形式制作电阻、电 容等无源器件，并加以封装而成。
➢ 混合集成电路：在实际应用中，多半是在无源膜电路上外加半导体集成电 路或分立元件的二极管、三极管等有源器件，使之构成一个整体，这便是 混合集成电路。
图1.4.1 集成电路的分类
1.5 微电子产业的发展现状
ห้องสมุดไป่ตู้
3. 对信息社会的作用
图1.2.3 信息社会各应用产品市场领域的销售额
4. 对传统产业的带动作用
微电子对传统产业的渗透与带动作用。几乎所有的传统产业与微电子技术结 合，用集成电路芯片进行智能改造，都可以使传统产业重新焕发青春。
对风机、水泵采用变频调速等电子技术进行改造，每年即可节电500亿度以上. 和机械学科的结合，导致很多传统的机械产品逐步电子化。 和生物学结合，生物芯片的诞生得以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生
图1.3.8 摩尔定律示意图
➢ 早期研制和生产的集成电路都是双极型的。 1930年，德国科学家Lilien-filed提出了关于MOS场效应晶体管的概念、工作原理 以及具体的实施方案。 1960年Kang和Atalla研制出第一个利用硅半导体材料制成的MOS晶体管。 1962年以后出现了由金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管组成的MOS集成 电路。
设计概论 第1章 设计学的研究范围及其现状
设计概论课程介绍设计概论又称设计艺术学概论,是艺术设计专业（本科和研究生）的一门前导性专业基础课，对同学们的设计观、审美观和价值观的形成，具有重要作用。
培养目标是：使学生掌握设计的基本概念、基础理论和基本程序；了解和把握设计的相关构成因素和创新的设计思维；把握空间造型的基本法则；熟悉造型风格；训练基本的产品造型方法和表现技法，训练基本的平面设计方法和表现技法，训练基本的室内设计和景观设计方法和表现技法，系统培养学生针对设计的认知能力和创造能力。
由于设计概论课程的重要性,同时也成为全国各院校设计艺术学硕士生入学考试的必考课目。
参考书目基本要求通过学习设计概论，掌握设计理论研究的一般方法，学会运用非文字形式加深对理论知识的理解，了解设计的基本概念、形成自己对设计的认识。
无先修课程，无特别的能力和知识结构要求。
设计概论主要在一年级学习,是为其他专业课程做铺垫,培养同学们的专业兴趣，树立专业信心。
教学内容>设计概论课程教学研究分为四部分：第一部分：设计理论。
设计学的研究范围，设计学的理论流派，设计与艺术，设计与科技，设计与市场，设计美学。
教学环节为理论授课、课外作业、随堂考试、讨论会。
第二部分：设计史论。
设计源流之一（中国部分）：原始社会时期的设计，奴隶社会时期的设计，封建社会时期的设计；设计源流之二（西方部分）：西方古代设计，设计与工业革命，西方19世纪设计，现代设计运动，西方当代设计发展现状及展望。
教学环节为理论授课、课外作业、随堂考试、讨论会。
第三部分：设计的类型与设计师。
包括视觉传达设计，产品设计，环境设计，设计师的历史演变，设计师的知识技能要求，设计师的类型，设计师的社会职责。
教学环节为理论授课、随堂考试、讨论会。
第四部分：设计批评。
设计批评对象及其批评者，设计批评的标准，设计批评的方式，设计批评的理论。
教学环节为理论授课、课外作业、随堂考试、讨论会。
第一章导论：设计学的研究范围及其现状设计作为人类生物性与社会性的生存方式，其渊源是伴随“制造工具的人”的产生而产生的。
计算机科学导论第1章概述
• 英国剑桥大学著名科学家查理 斯•巴贝奇(Charles Babbage： 1792—1871年)在1822年研制出 第一台差分机。
* 阿达•奥古斯塔(Ada Augusta： 1815—1852年)是计算机领域著 名的女程序员。
计20算19/7机/30 科学导论
10
6. 模拟计算机
计20算19/7机/30 科学导论
11
Z－3
重建Z－1
Z－4
•
老年楚泽（中）
计20算19/7机/30 科学导论
数字计算机之父
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1.1.2 计算机的产生
计20算19/7机/30 科学导论
1. 图灵
• 1936年，阿兰•图灵(Alan Turing：1912—1954年)在 他的一篇具有划时代意义 的论文——《论可计算数 及其在判定问题中的应用》 (On Computer Numbers With an Application to the Entscheidungs Problem)中， 论述了一种假想的通用计 算器，也就是理想计算机， 被后人称为“图灵 机”(Turing Machine—— TM)。
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1.2.3 计算机的特点
• 1．运算速度快、精度高 • 2．具有逻辑判断和记忆能力 • 3．高度的自动化和灵活性
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1.2.5 计算机的分类
• 根据计算机工作原理和运算方式的不同，以及计算机 中信息表示形式和处理方式的不同，计算机可分为数 字式电子计算机(Digital Computer)、模拟式电子计算 机(Analog Computer)和数字模拟混合计算机(Hybrid Computer)。
1电子科学技术导论(书)[37页]
![1电子科学技术导论(书)[37页]](https://img.taocdn.com/s3/m/b9046487b90d6c85ec3ac6ce.png)
纳米材料：材料最小值经尺寸在0.1～100 nm。
纳米级集成电路： 集成电路加工尺寸处于0.1～100 nm之间
90nm
纳米电子学: 研究纳米尺寸电子器件基本结构， 以及半导材料的基本特性， 为集成电路在纳米条件限制的 设计、分析和制造提供理论基础。
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
第二部分 电子科学与技术的基本内容
• 量子力学
经典物理学所涉及的都是与物质基本结构没有 直接关系的基本现象。
量子力学（也是量子物理学）在子技术的制造和设 计提供了新的方向
第1章
第二部分 电子科学与技术的基本内容
基本电磁理论
电磁理论的基本研究内容包括： 1．电磁变量的形态
2E
2E t 2
第二部分 电子科学与技术的基本内容
元素半导体：目前最常用的半导体 化合物半导体：制造特殊器件（如射频、功率电路） 无定形半导体：液晶
杂质
半导体材料的电学性质
对光、热、电、磁敏感
杂质
杂质
第1章
工程中的电子器件
第二部分 电子科学与技术的基本内容
电子器件是电子科学与技术的一个重要研究
半导体器件： 以半导体为主要材料、利用半导体 的物理特征设计制造的电子器件。 是各种电子系统的核心器件。
第1章
半导体材料
第二部分 电子科学与技术的基本内容
一类具有一定导电性能的固体材料， 电导率在10-3～10-9 欧姆/厘米范围内。
纯净半导体材料叫做本征半导体，属于绝缘体，如Si 在本证半导体中加入杂质后，才形成一定的导电能力
杂质
半导体材料的电学性质
对光、热、电、磁等因
杂质
素敏感
杂质
第1章
半导体材料
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第1章
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3. 方案（论证）设计 按照设计任务的要求提出解决方案，包括解决问 题方法的对比，电路性能的分析等等，为后面进一步 的细节设计提供决策依据。最终形成涉及设计任务各 个环节的设计框架，可以不涉及具体的电路、程序等 内容。 4. 电路（选择）设计 在方案设计形成的基本设计框架内，根据设计任 务的要求选择能够解决问题，同时满足设计要求的电 路。电路设计内容使用工程图纸进行表述，并配以文 字说明介绍电路的基本组成及主要元件的功能。
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1.2.2 系统综合设计的一般原则
任何一项系统的设计，都要遵循一定 的原则或标准、规范。进行电子应用 系统设计，一般要求遵循以下一些原 则：
1.兼顾技术的先进性和成熟性
当今世界，电子技术的发展日新月异。系统设 计应适应技术发展的潮流，使系统能保持较长 时间的先进性和实用性。同时也要兼顾技术上 的成熟性，以缩短开发时间和上市时间。
电路与系统教研室09年春码控制
存储器
MCU/ARM /DSP
DAC
驱动
系统电源 及监控
人机接口
通信接口
图1.1.2
第1章
复杂系统结构的电子产品已经大众化
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题序结构 2 第一章 一、 （一） 1.
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题序结构 3 第一章 第一节 一、 （一） 题序结构 4 1. 1.1 1.1.1 5. 致谢 --- 合作人、其它组的同学 6. 参考文献 [1] 江白 《场论》 科学出版社 7. 体会与建议
2000年2月
第1章
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10. 出现的问题分析及解决 在设计方案、设计电路具体实施过程中出现了哪 些问题，产生这些问题的原因分析结论，这些问题如 何解决，最终问题是否得以解决。 11. 结论 是否解决了全部设计问题，是否达到设计要求。 是否满足全部的功能、指标要求等等。 12. 体会与建议 收获、感想。对于实验内容、教学安排、实验室 管理等各方面的意见与建议。
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图1.1.1 电子系统构成示意图
系统 子系统1 功能 功能 模块 模块 1 2 功能 模块 n 子系统2 功能 功能 模块 模块 1 2 功能 模块 n 子系统n 功能 功能 模块 模块 1 2 功能 模块 n
单 元 电 路 1
单 元 电 路 2
单 元 电 路 n
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1.1
电子应用系统的构成
电子应用系统主要是指由多个电子元器 件或功能模块组成，能实现较复杂的应 用功能的客观实体。 如自动控制系统、电子测量系统、计算 机系统、通信系统等。 一般来说，一个复杂的电子系统可以分 解成若干个子系统，其中每个子系统又 由若干个功能模块组成，而功能模块由 若干电子元器件组成。如图1.1.1所示。
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4.组装与调试
设计结果的正确性需要验证，需要用仪器 进行测试。这样可以发现问题，并及时修 改，直到所要求的功能和性能指标完全符 合要求。
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5.编写设计文档与总结报告
设计文档：①系统设计要求与技术指标的 确定②方案选择与可行性论证③单元电路的 设计、参数计算和元器件选择④参考资料目 录。 总结报告：①设计工作进程记录②原始设 计修改部分的说明③实际电路图、实物布置 图实用程序清单④功能和指标测试结果⑤系 统的操作使用说明⑥存在问题及改进方向。
单 元 电 路 1
单 元 电 路 2
单 元 电 路 n
单 元 电 路 1
单 元 电 路 2
单 元 电 路 n
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图1.1.2 以MCU/ARM/DSP为核心的电子测量 系统组成示意图
图1.1.2为以MCU/ARM/DSP为核心的电子 测量系统的组成示意图。
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三. 版面要求
1. 电路图 --- 用PROTEL99绘制贴在WORD文档中 2. 公式 --- 用公式编辑器生成，格式、风格统一 3. 图表 --- 需要有统一的编号，风格统一 4. 文字 --- 分为标题和正文二部分 标题： 第一层次（章）题序及标题用小二号黑体 字居中双倍行距 第二层次（节）题序及标题用小三号黑体 字左侧顶格单倍行距 第三层次（条）题序及标题用四号黑体字 左侧顶格单倍行距
符合标准形式的设计文件是一个完整设计 过程不可缺少的部分。文件的类型要求， 内容与格式，可参考原电子工业部制定的 部标准《设计文件的管理制度》。软件是 电子设备的一个必不可少的组成部分。对 于软件文件的组成，可参考国家标准 GB8567-88《计算机软件产品开发文件编制 指南》。
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8. 调试过程及数据 对于调试项目、所用仪器、测试电路的连接方法 可以使用图、表进行表述。准确、客观的记录数据， 结果也可以制成相应的图、表，以便更加直观的表明 电路或系统的性能。
9. 误差分析 对于实测结果与理论计算或理想结果之间存在的 差距，根据对于电路或系统各环节性能的了解，提出 科学的解释，并提出改进措施。
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电子应用系统设计方法
自底向上法(Bottom to Up)
根据要实现的系统的各个功能要求，从现 有的元器件或模块中选出合适的文件，设 计各部件，一级一级向上设计，最后完成 整个系统。 优点：可以继承经过验证、成熟的部件和 子系统，实现设计重用，提高设计效率。 多用于系统的组装和测试。
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二. 格式
1. 首页 --- 封面
电子工程设计报告
题目：稳压电源与变送器电路设计 专业： 小组： 姓名学号： 指导教师： 完成日期：
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2. 中文摘要 --- 400字以内 3. 目录 --- 按三级标题编写 4. 正文 --- 课题背景~结论 题序结构 1 一、 （一） 1. （1）
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电子应用系统设计方法
组合法（TD&BU Combined）组合了自顶 向下法和自底向上法的优点。
为实现设计的可重复使用以及对系统进行 模块化设计测试，现代的系统设计通常采 用以自顶向下法为主，结合使用自底向上 法的方法。
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1.2
电子应用系统设计方法和原则
电子应用系统设计的一般
1.2.1 方法
基于系统的功能与结构上的层次性， 电子系统设计一般有以下三种方法：
自顶向下法（Top to Down）； 自底向上法（Bottom to Up）； 组合法（TD&BU Combined）。
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3.实用性和经济性
在满足基本功能和性能的前提下，系统应具有良 好的性价比。
4.开放性和可扩展性
系统能够支持不同厂商的产品，支持多种协议， 并且符合国际标准及相关协议。还应包括：子系 统之间、子系统对主系统的开放以及系统对外部 的开放。以便在对系统进行升级改造时不仅可以 保护原有资源，还可以降低系统维护、升级的复 杂性以及提高效率。
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5.易维护性
元器件和部件应尽可能采用通用、成 熟产品，使系统便于维护。
使设计的单元电路模块化、结构化！
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1.3
电子应用系统设计步骤
限于电子应用系统功能设计的一般 过程有：
1.调查研究
这一步的主要工作有：通过调查研究，明确 设计任务和要求；确定系统功能指标；了解 设计关键；完成系统功能示意框图。简言之， 就是必须明确做什么，做到什么程度。
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以微机(单片机)为核心的电子系统 的设计步骤——举例
(1) 确定任务,完善设计；
①确定系统功能指标,编写设计任务书;
②确定系统实现的硬、软件子系统划分,分别画 出硬件与软件子系统的方框图。
(2) 硬件、软件设计与调试
①按模块进行硬件设计,力求标准化、模块化,要 有高的可靠性和抗干扰能力;
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5. 原理分析 说明所选电路或系统的工作过程，如何解决设计 任务中提出的技术问题，如何实现规定的功能，如何 满足规定的指标。
6. 理论计算 可包含于原理分析中，通过数学计算直接描述电 路的性能，也可以制成图表说明问题，为原理分析提 供理论依据。 7. 调试原理与方法 调试，包括电路或系统功能和指标的检验，它以 电路或系统的基本工作原理为基础，并且遵循一定的 方法。
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2.安全、可靠和容错性
安全在任何产品中都是第一位的，在电子系 统综合设计中也是必须首先考虑的。采用成 熟的技术和成熟的元器件和部件，可以在一 定程度上保证系统的可靠、稳定和安全。系 统还应具有较强的容错性。如不会因人员操 作失误，而使整个系统无法工作，或某个模 块出现故障，而使整个系统瘫痪等。