第一章 电子信息技术发展史
第01篇 发展史
第1篇发展史引子：历史的启示是探索未知世界的出发点和源动力。
1.1 电子信息工程发展简史1.1.1 早期的理论发现电路理论与应用技术的发展，把人类带进了一个奇妙的电的世界。
在电力、电子、通信、计算机、自动化等众多领域中，人们每天都享受着电给我们带来的现代文明。
回首往事，我们不得不叹服无数科学家历经曲折、不断探索所取得的重要成果。
电与磁总是相伴而生的。
磁生电、电生磁的现象，是人们经过长期不断观察才认识的。
我国古代早就发现了电磁现象。
公元前2637年，我国先祖黄帝利用磁制成了罗盘针。
据司马迁记载，公元前9世纪，航海家已使用指南针导航了。
1600年，（相差42237年）英国物理学家吉尔伯特经过自己的实验得到了大量磁力现象，建立了重要的理论体系。
他还证明了诺曼发现的磁倾角的存在。
他曾预言在地球的北极，磁针将会变成竖直的，后来被赫德森在1609年所证实。
他发现两极装有铁帽的磁石，磁力大大增加，并且发现磁石与铁块越靠近，吸引力越大，同时证明了磁石越大对铁块的吸引也越大。
他还发现吸引是相互作用的。
因为此项重大发现，吉尔伯特被世人称之为“磁学之父”。
1600年，德国科学家库里克（O.V.Guericke）制成了第一台产生静电的装置。
1749年（相差149年），美国科学家富兰（B.Franklin，1706-1790）提出了正电和负电的概念。
富兰克林出身寒微，10岁便辍学回家做工，12岁起在印刷所当学徒、帮工．但他刻苦好学，因而，他以仅读过两年小学的学历，被美国的哈佛大学、耶鲁大学，英国的牛津大学、爱丁堡大学、圣安德鲁大学等六七所大学授予硕士学位或博士学位。
他在电的研究方面作了大量实验，借用了数学上正负的概念，第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质，并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。
他最先提出了避雷针的设想，由此而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了迷信。
1785年（相差36年）法国人库伦（C.A.Coulomb）用自己发明的扭秤定量地研究了两个带电体间的相互作用，得出了历史上最早的电学定律———库伦定律。
电子信息专业导论ppt课件
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阿麦奇
信息分为语音、数据、图像三大类。ISDN综合业务数字网，数字电话网络国际标准，一种典型的电路 交换系统。ATM（数据传输技术）为多种业务设计、通用、面向连接的传输模型。宽带IP网络是分层的、 物理承载可以是IP over DWDM、IP over SDH、IP over ATM等多种形式。接入网是指骨干网络到客户 终端之间所有设备，方式接入包括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光线固轴电缆（有线电视电缆） 混合接入、无线接入和以太网接入等。 21世纪通信网络将向着宽带化、智能化、个人化的综合业务数字数字网技术的方向发展。全程数字化是 以数字信号传输、无模拟信号的；宽带不仅能传输低速的窄带信息（指通信速率小于等于64kb/s或 2mb/s的通信网，还能传输高速信息如电影等。智能化（智能网）触传递和交换信息外还可以存储、处 理和灵活的控制信息。综合化是指技术综合和业务综合。
计算机的发展
1946年莫奇利和动虞科特完成第一台数字电子计算机ENIAC。 机械计算机的发展
1623年谢卡特---计算钟 1625年奥特雷特-----计算尺 1642—1643帕斯卡—齿轮式加减器 1673德国数学家莱布尼茨-----机械式运算器 1822英国数学家Charles.巴贝奇----差分机还有1834年---分析机 1888年美国人赫尔曼.霍勒斯---制表机(霍勒斯制表机） 1938年德国科学家朱斯---Z-1计算机（二进制计算机） 1938—1942年Zuse----采用继电器Z-2、Z-3 1944霍华德.艾肯---电机式自动顺序控制计算机MARK-1 19460215----数字电子计算机ENIAC 1971美国Intel公司----微机MSC-4
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电子技术发展
电子技术发展一、引言电子技术是指利用电子器件和电磁波等进行信息的获取、处理、传输和存储的技术。
自20世纪初以来，电子技术经历了快速的发展，成为现代社会不可或缺的关键技术之一。
本文将详细介绍电子技术的发展历程、应用领域和未来趋势。
二、发展历程1. 电子技术的起源电子技术的起源可以追溯到19世纪末的电磁学研究。
当时，科学家们发现电流可以通过导线中的电子流动来传输信息。
这一发现奠定了电子技术的基础。
2. 电子管时代20世纪初，电子管的发明使得电子技术得以进一步发展。
电子管是一种可以控制电子流动的器件，广泛应用于无线电通信、放大器和计算机等领域。
电子管的出现极大地推动了电子技术的发展。
3. 半导体时代20世纪中叶，半导体材料的发现和半导体器件的研制使得电子技术进入了半导体时代。
半导体器件具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，逐渐取代了电子管成为主流技术。
集成电路的出现更是使得电子技术的应用得到了极大的拓展。
4. 微电子时代20世纪末至21世纪初，微电子技术的出现引领了电子技术的新一轮发展。
微电子技术主要研究微小尺寸的电子器件和集成电路，使得电子产品的体积进一步缩小，功能不断增强。
微电子技术的应用领域涵盖了通信、计算机、消费电子等多个领域。
三、应用领域1. 通信电子技术在通信领域的应用非常广泛。
从传统的有线电话到现代的移动通信，电子技术的发展推动了通信方式的革新。
无线通信技术、卫星通信技术、光纤通信技术等都是电子技术在通信领域的重要应用。
2. 计算机计算机是电子技术的重要应用领域之一。
从早期的大型机到现在的个人电脑、笔记本电脑和智能手机，电子技术的发展使得计算机的性能不断提升，应用范围不断扩大。
计算机已经渗透到了各个行业和领域，成为现代社会不可或缺的工具。
3. 消费电子电子技术的发展也带动了消费电子产品的快速普及。
电视、音响、摄像机、数码相机、游戏机等消费电子产品都是电子技术的应用。
随着科技的进步，消费电子产品不断更新换代，为人们的生活带来了更多的便利和娱乐。
电子信息工程发展史
富兰克林简介
他出身贫寒，10岁便辍学做工，12岁起在 印刷所当学徒、帮工．但他刻苦好学，因 而，他以仅读过两年小学的学历，被 的哈 佛大学、耶鲁大学，英国的牛津大学、爱 丁堡大学、圣安德鲁大学等录取，六七所 大学授予硕士学位或博士学位。他是自学 成才的典范。
• 1785年（相差36年）法国人库伦用自己发明的扭 秤建立了静电学中著名的库仑定律。同年，他在 给法国科学院的《电力定律》的论文中详细地介 绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。
3、电磁学的研究
• 1820年，（相差20年）丹麦物理学家奥斯 特（）通过实验发现了发现了电流对磁针 的作用，即电流的磁效应，同年7月21日以 《关于磁针上，电冲突作用的实验》这篇 短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震 动，导致了大批实验成果的出现，由此开 辟了物理学的新领域──电磁学。打开了近 代电磁学的突破口。
1820年，（相差20年）丹麦物理学家奥斯特（）通过实验发现了发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应，同年7月21日以《关于 磁针上，电冲突作用的实验》这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新
空间一定存在电磁波。 领域──电磁学。
他还发现吸引是相互作用的。
• 6)英国科学家汤姆逊（J.Thomson,18561940）在1895-1897年间反复测试，证明了 电子确实存在。随后，英国科学家弗莱明（） 在爱迪生发明的热二极管的基础上发明了实 用的真空二极管。它具有单向导电特性，能 用来整流或检波。
• 7) 1907年， 人福斯特（）发明了真空三极 管
便于用户直接使用，同年在发明变压器的基
础上又实现了远距离交流高压输电。从此， 电气化时代开始了。
• 3）1875年， 科学家贝尔（）发明了 。贝
第1课_信息技术发展史
从未停止的脚步
——信息技术发展史
什么是信息？
信息通常指事物和消息中具有的含义。
结绳记事
壁画
甲骨文
竹简
造纸术
印刷术大Βιβλιοθήκη 印刷制成书本信息技术的发展历程 （五次信息革命)的时间
第一次是语言的使用，语言成为人类进行思想交流和信息传播不可缺少的工具。 (时间：后巴别塔时代)
第二次是文字的出现和使用，使人类对信息的保存和传播取得重大突破，较大地 超越了时间和地域的局限。(时间：铁器时代，约公元前14世纪)
现代信息技术
想一想，信息技术的发展使我们的生活发
生了怎样的改变？
学习（黑板粉笔——多媒体教学） ……
什么是信息技术？
信息技术就是采集、传递、处理和利用信息的技术。 目前，信息技术主要包括传感技术、通信技术、计算机技 术以及微电子技术。
第三次是印刷术的发明和使用，使书籍、报刊成为重要的信息储存和传播的媒体。 (时间：第六世纪中国随代开始有刻板印刷，至15世纪才进入臻于完善的近代印刷术) 第四次是电话、广播、电视的使用，使人类进入利用电磁波传播信息的时代。 (时间：19世纪) 第五是计算机与互连网的使用，即网际网络的出现。 (时间：现代，以1946年电子计算机的问世为标志）
电子技术发展
电子技术发展一、引言电子技术是指利用电子器件和电子技术手段进行信息处理、传输和控制的一门学科。
随着科技的不断进步和社会的快速发展，电子技术在各个领域中发挥着重要的作用。
本文将详细介绍电子技术的发展历程、应用领域以及未来的发展趋势。
二、发展历程1. 电子技术的起源电子技术的起源可以追溯到19世纪末的电子管发明。
当时，英国科学家发现在真空管中加入热丝和电极后，可以控制电流的流动，从而实现信号放大和开关控制。
这一发现奠定了电子技术的基础。
2. 半导体技术的突破20世纪中叶，半导体技术的突破使得电子技术得以快速发展。
半导体材料具有导电性能介于导体和绝缘体之间，可以用于创造晶体管和集成电路等电子器件。
晶体管的发明和应用使得电子设备的体积大大缩小，功耗降低，性能提高，从而推动了电子技术的飞速发展。
3. 数字技术的兴起20世纪末，数字技术的兴起进一步推动了电子技术的发展。
数字技术是将信号转换为数字形式进行处理和传输的技术。
它具有抗干扰性强、可靠性高、适应性广等优点，被广泛应用于计算机、通信、控制等领域，极大地推动了电子技术的发展。
三、应用领域1. 通信领域电子技术在通信领域中发挥着重要的作用。
无线通信技术的发展使得人们可以随时随地进行语音、图象和数据的传输。
挪移通信、卫星通信、光纤通信等技术的应用，使得通信更加便捷和高效。
2. 计算机领域计算机是电子技术的重要应用之一。
计算机的浮现和发展使得信息处理速度大大加快，计算能力大大提高。
从大型计算机到个人电脑，再到现在的智能手机和平板电脑，计算机的发展不断推动着科技和社会的进步。
3. 医疗领域电子技术在医疗领域的应用也越来越广泛。
医学成像技术、生命监护设备、远程医疗等都离不开电子技术的支持。
通过电子技术的应用，医疗设备的精确度和效率得到了极大的提高，为医学诊断和治疗提供了强大的支持。
四、未来发展趋势1. 物联网技术的兴起物联网技术是将各种物理设备通过互联网连接起来，实现信息的互通和智能控制的技术。
电子技术的发展历程
电子技术的发展历程电子技术的发展始于20世纪初，经过了百年的发展，如今已成为我们生活中不可或缺的一部分。
这篇文章将简要介绍电子技术的发展历程。
最早的电子技术起源于无线电技术。
在19世纪末，无线电通信技术开始出现，并在20世纪初得到广泛应用。
无线电技术的发展使得人们能够实现远距离的通信，开启了人类传播信息的新时代。
无线电技术的发展也推动了电子技术的进步，为后来的发展奠定了基础。
接着，在上世纪20年代，电子技术进入了一个全新的阶段，电子管的出现标志着电子技术的进一步革新。
电子管是一种利用阴极射线在真空中产生电子流的装置，它可以放大电信号，从而使得声音、图像等信息的传输变得更加稳定、可靠。
电子管的发明与应用，使得电子技术取得了长足的进步，为广播、电视等媒体的发展提供了重要的技术支持。
然而，电子管存在功耗高、体积大等问题，因此在20世纪中叶，晶体管的出现引领了电子技术的新一轮革命。
晶体管是一种半导体器件，它可以通过控制输入信号，实现电流的放大与开关。
晶体管的小体积、低功耗的特点使其成为电子设备中的重要组成部分，如今的计算机、手机、电视等设备都离不开晶体管的应用。
20世纪70年代以后，集成电路的发展使得电子技术又进入了一个新的高度。
集成电路是将数十亿个晶体管和其他电子元器件集成到一个芯片中，使得设备更加小型化、功能更加强大。
集成电路的迅速发展推动了电子技术的应用范围的扩大，使得人们在通信、娱乐、医疗、交通等领域获得了更多的便利。
随着21世纪的到来，电子技术正迎来新的发展机遇和挑战。
尤其是数字技术、互联网技术的融合，使得人们可以通过互联网实现更加便捷的通信和数据传输。
同时，人工智能、物联网等技术的发展，也为电子技术带来了全新的应用场景。
总的来说，电子技术的发展历程可以概括为从无线电技术、电子管技术、晶体管技术到集成电路技术的演进过程。
每一次技术的突破都极大地推动了社会的进步和改变，为我们的生活带来了更多的便利和可能性。
电子信息科学的发展历程
• 1879年，美国的爱迪生(T.A.Edison)发明了 钨丝电灯。他一生获得1000多项发明专利。
• 1894年，意大利的马可尼(G.Marconi)发明 了无线电。1895年它发射的信号传送距离 可达1km以上，1897年发射的信号传送距 离可达20km，从此开始了无线电通信时代。
• 电真空器件的发明是电子工程的发展推进 了一大步。英国科学家汤姆逊(J.Thomson) 在1895年~1897年间反复测试，证明了电 子确实存在。随后，英国科学家弗莱明(J.A. Feming)在爱迪生的热二极管的基础上发明 了实用的真空二极管。它具有单向导电的 特性，能用来整流或检波。
• 1946年，世界有一个奇迹出现了。第一台电子计 算机在美国宾夕法尼亚大学莫尔电子工程学院研 制成功。它占地165m2，使用了18000只真空电 子管，质量到达30吨，每秒可运算5000次，这在 当时是史无前例的。
• 1948年，固态电子学的时代向我们走来。 1947年12月24日，贝尔实验室的布拉丁 (Walter Bratain)、巴丁(John Bardeen)和肖 克利(William Shockley)发明了一种点接触晶 体管。这是一种全新的固态器件，体积小， 电性能稳定，功耗低。这项发明很快就应用 于通信、电视、计算机等领域，促进了电气 和电子工程技术的飞速发展。
• 1948年，维纳发表《控制论》，宣告了控制 这门新兴学科的诞生。它揭示了机器中的通 信、控制机能与人的神经、感觉机能的共同 规律；为现代科学技术的研究提供了崭新的 科学方法；它从多方面突破了传统思想的束 缚，有力地促进了现代科学思维方式和当代 哲学观念的一系列变革。
• 1948年，香农(Claude Elwood Shannon， 1916-2001)的《通信的数学理论》与《在 噪声中的通信》成为信息论正式诞生的里 程碑。
电子技术发展
电子技术发展一、引言电子技术是指利用电子器件和电磁波等来进行信息处理、传输和控制的技术。
自20世纪初以来，电子技术在各个领域取得了巨大的发展和应用。
本文将详细介绍电子技术的发展历程、应用领域、未来趋势以及对社会经济的影响。
二、发展历程1. 电子技术的起源电子技术的起源可以追溯到19世纪末的电子管时代。
当时，发明了电子管，这是一种能够放大电信号和进行电子控制的器件。
电子管的发明为电子技术的发展奠定了基础。
2. 集成电路的浮现20世纪50年代，集成电路的概念提出并得到实现，这是将多个电子器件集成在一块半导体片上的技术。
集成电路的浮现极大地提高了电子设备的性能和可靠性，推动了电子技术的快速发展。
3. 微电子技术的革命20世纪70年代，微电子技术的浮现引起了一场电子技术的革命。
微电子技术通过将电子器件的尺寸缩小到微米级别，实现了更高的集成度和更低的功耗。
这使得电子设备变得更加小型化、轻便化和高性能化。
4. 数字化和网络化的时代随着计算机技术的快速发展，数字化和网络化成为电子技术的主要趋势。
数字技术的应用使得信息的处理和存储更加高效和可靠，网络技术的普及使得人们可以随时随地进行信息交流和共享。
三、应用领域1. 通信领域电子技术在通信领域的应用非常广泛。
从传统的有线电话到现代的挪移通信，电子技术的发展使得人们可以更加便捷地进行沟通。
同时，无线通信技术的快速发展也推动了物联网和5G时代的到来。
2. 智能家居随着物联网技术的普及，智能家居成为了电子技术的重要应用领域。
通过将家居设备与互联网连接，人们可以远程控制家电、监控家庭安全等。
智能家居的浮现提高了生活的舒适度和便利性。
3. 医疗健康电子技术在医疗健康领域的应用也日益广泛。
通过生物传感器、医疗影像设备等，电子技术可以实现对人体健康状况的监测和诊断。
同时，远程医疗技术的发展也使得人们可以享受到更好的医疗服务。
4. 工业自动化电子技术在工业领域的应用被称为工业自动化。
电子技术发展史
纳米电子技术
纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子 运动规律和特性，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。纳 米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学 功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、脉冲 技术、运算处理和读写等基本问题。其新原理主要基于电子的 波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺 寸效应和统计涨落特性等。
1000
个台阶，集成度平均每2年 第二代（1958～19
大规模集成电路（LSI）
>1000
提高近3倍。随着集成度的 四了十电年 子代管末。世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便70、年省代电、末寿 命超长大等特规点模，集很快成地电被路各国（应V用LS起I来），在很大范围10内0取00代
基本分立元件展示
电容器
电池
晶体管 电阻器
线圈
纳米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学功能、特性以及加工组装技术。
1922年 弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机
1912年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管
集成电路阶段 SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI
具有体积小、功能强、可靠性高等特点。 IBM 360 晶体管计算机
进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。
随SS着I、集 仅M成SI度为、的LS提1I、高微V，LS器米I、件U尺；L寸SI不1断9减9小2。年，16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件， 条宽减到0.5微米，而后的64兆位芯片，其条宽仅为0.3微米。 自1958年第一块集成元件问世以来，集成电路已经跨越了小、中、大、超大、特大、巨大规模几个台阶，集成度平均每2年提高近3倍。
第一章-电子信息技术发展史
1.1.2 电的效应
●这里的关键技术 是：产生感应电流 的回路都是处在一 个变化的磁场中， 一旦磁场变化停止， 感应电流就消失 （图1-18）。
图1-18 产生感应电流
1.1.3 欧姆定理实验
●1852年5月，德国物理学家 欧姆（图1-21）研究探讨了 电流产生的电磁力的衰减与 导线长度的关系，其结果在 他的第一篇科学论文中发表， 在这个实验中，他碰到了测 图1-21德国物理学家欧姆 量电流强度的困难。
1.1.2 电的效应
图1-11 丹麦物理学家奥斯持
图1-12电流磁效应
1.1.2 电的效应
●以后的两个月里，奥斯特闭门不出，设计了几 十个不同的实验，都证实了通电导线周围存在磁 场。 ●同年7月，奥斯特发表了《关于磁体周围电冲突 的实验》论文，向学术界宣布了电流的磁效应， 整个物理学界都震动了。
1.2.4 集成电路
集成电路示例见图1-36。
(a)第一块集成电路
(b)集成电路芯片显微照片
图 1-36 集成电路示例
(c)各种封装好的集成电路
1.2.4 集成电路
●集成电路并不是一个一个的电路元器件连接成 的电路，而是把具有某种功能的电路“埋”在半 导体晶体管里的一种器件。它易于小型化和减少 引线端，所以具有可靠性高的优点。 ●集成电路的发明，是电子产品工艺技术的一次 革命，进一步减小了电子设备的体积，由此，它 们变得更轻、更小。
1.1.3 欧姆定理实验
●在德国科学家施威格发明的检流计启发下，他把 奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤方法巧妙 地结合起来，设计了一个电流扭力秤，用它测量电 流强度。 ●欧姆从初步的实验中证实，电流的电磁力与导体 的长度有关。随后，在试验中改变电路上的电动势 中，他发现：电荷在导体中流动遵从一种十分简单 的规律：电流和电压成正比。
电子技术发展史PPT课件
纳米电子技术
纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子 运动规律和特性，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。纳 米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学 功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、脉冲 技术、运算处理和读写等基本问题。其新原理主要基于电子的 波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺 寸效应和统计涨落特性等。
基本分立元件展示
电容器
电池
晶体管 电阻器
线圈
集成电路阶段
自1958年第一块集成 元件问世以来，集成电路 已经跨越了小、中、大、 超大、特大、巨大规模几 个台阶，集成度平均每2年 提高近3倍。随着集成度的 提高，器件尺寸不断减小。
时期
50年代末 60年代 70年代 70年代末 80年代
规模
小规模集成电路（SSI） 中规模集成电路（MSI） 大规模集成电路（LSI） 超大规模集成电路（VLSI） 特大规模集成电路（ULSI）
电子技术的应用
基本器件的两个发展阶段
▪ 分立元件阶段（1905～1959）
▪ 真空电子管、半导体晶体管
电子信息工程发展史
优选电子信息工程发展史
发展史的主要内容
用一些简单器皿照着书上进行实验，仔细观察和分析实验结果，把自己的阁楼变成了小实验室。
• 1.经典理论的主要成果； 1600年，德国科学家库里克制成了第一台产生静电的装置。
基尔霍夫被称为“电路求解大师”。 这一发现成为研究电学的基本定律，为电动机的发明作了理论上的准备。 没有受过正规大学教育的20岁的马可尼利用赫兹的火花振荡器作为发射器，通过电键的开、闭产生断续的电磁波信号。
• 1800年，（相差15年）意大利物理学家伏特 （A.Vlota,1745-1827）发明了第一种化学电源— 铜锌电池，它能够把化学能不断地转变为电能， 维持单一方向的电流持续流动。不久他就开始应 用他的理论制 造各种有独创性的仪器，这一发明 具有时代的意义，引起了电磁学的一场革命。
伏特简介
• 伏特生于意大利科莫一个富有的天主教家庭 里。伏特十六岁时开始与一些著名的电学家 通信，其中有巴黎的诺莱和都灵的贝卡里亚。 贝卡里亚是一位很有成就的国际知名的电学 家，他劝告伏特少提出理论，多做实验。事 实上，伏特年青时期的理论思想远不如他的 实验重要。随着岁月的流逝，伏特对静电的 了解至少可以和当时最好的电学家媲美。
一、重要的经典理论发现
1、早期的磁学研究 • 我国古代早就发现了电磁现象。公元前
2637年，我国人祖黄帝利用磁制成了罗盘 针，罗盘的发现是我国四大发明之一。据 司马迁记载，公元前9世纪，航海家已使用 指南针导航了。
• 1600年，（相差4227年）英国物理学家吉 尔伯特经过自己实验得到了大量磁力现象， 建立了重要的理论体系。他还证明了诺曼发 现的磁倾角的存在。他曾预言在地球的北极， 磁针将会变成竖直的，后来被赫德森在 1609年所证实。他发现过两极装有铁帽的 磁石，磁力大大增加，并且发现磁石与铁块 越靠近，吸引力越大，同时证明了磁石越大 对铁块的吸引也越大。他还发现吸引是相互 作用的。
第一节 信息技术的发展历程
第一节信息技术的发展历程学完本节，你将能够：1.说出信息概念和特征；2.用科学的语言阐述信息技术的概念；3.陈述信息技术的发展历程。
一、信息与信息技术（1）信息的概念与特征1.信息的概念信息（Information）作为一种社会资源是自古就有的，物质、能源、信息这三种资源是人类社会的基础结构。
在这三种基本资源中，人类最先认识物质资源，然后是能源资源，最后才逐渐认识信息资源（见表1-1-1）1。
表1-1-1社会基础结构的变迁过程信息是现代社会发展的三大支柱资源之一。
自信息论问世以来，关于信息的定义及其本质的认识和描述多种多样。
信息定义的多样化，主要有三个方面的原因：第一，信息本身的复杂性，它是一个多元化、多层次、多功能的复杂综合体；第二，信息科学尚不够发达。
它的内涵和外延还不甚确定，一些重要的概念正处于多定义并存阶段，还未进入到统一的本质概念阶段；第三，实际需要不同。
人们处于不同的研究目的，从不同的研究角度出发，对信息作不同的理解与解释2。
信息是一个内涵丰富、外延广阔的概念，在特定的场合具有特定的意义。
在经济管理、新闻传播和情报检索等领域中，信息等价于消息和情报；在社会科学、文化教育等领域中，信息则可以理解为新知识、消息和情况中的新内容；在计算机科学、通讯和控制等领域中，信息往往是数据、信号的同义词。
数据是对客观事物及其状态的记载，它由一些可以被鉴别的符号组成，信息通常被认为是经过加工、具有一定含义的数据，人们占有了信息就可以加深对事物的理解，从而达到某些特定的目的。
信息是经过加工处理后对接收者的决策具有现实或潜在价值的数据。
也就是说，只有经过解释、归纳等处理后，数据才有意义，才成为信息。
1段玉山. 信息技术辅助地理教学[M]. 北京：高等教育出版社, 2009: 5.2从信息的形态看，按照美国学者斯坦·戴维斯和比尔·戴维森的定义，信息由四种形态组成：数据、文本、声音和图像。
目前信息的这些形态主要与视觉和听觉有关，而人类的其他感觉，如味觉、触觉和嗅觉在信息的形态中想要占有一席之地，还需要相当长时间的知识与技术的发展3。
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音信息。
1.2.2 电子管 无线电电子学技术开始跨出通信系统，进入人 类活动的更多领域。作为电子学装置的核心器 件，真空三极管一直推动着电子技术前进，直 到1947年，三位美国科学家发明晶体管，它才
逐渐退出历史舞台。
1.2.3 晶体管 ●为了克服电子管的局限性，第二次世
三公尺的地方，赫兹用一个简单的接受器接受
到了这台仪器发出的电磁波。图1-27 是赫兹试 验验证原理图。
1.1.4 电磁波的发现
图1-26 德国物理学家赫兹
图1-27赫兹实验
1.1.4 电磁波的发现 赫兹在实验时曾指出，电磁波可以被反射、
折射和如同可见光、热波一样的被偏振。
由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振
1.2.4 集成电路
集成电路示例见图1-36。
(a)第一块集成电路
(b)集成电路芯片显微照片
(c)各种封装好的集成电路
图 1-36
集成电路示例
1.2.4 集成电路 ●集成电路并不是一个一个的电路元器件连接成 的电路，而是把具有某种功能的电路“埋”在半 导体晶体管里的一种器件。它易于小型化和减少 引线端，所以具有可靠性高的优点。 ●集成电路的发明，是电子产品工艺技术的一次 革命，进一步减小了电子设备的体积，由此，它
们变得更轻、更小。
1.2.4 集成电路 ●由于不同的电子元件大部分可以在同一块硅片 上制造，相互紧密连接在一起，因而减少了元件 失效和引线断裂的可能性，提高了电子设备的可 靠性，也降低了电子产品制造的成本。 ●为充分体现集成电路的优越性，人们竞相改进 工艺，努力在同样尺寸的硅片上制造越来越多的
电子元件。
光速完全相同。
1.1.4 电磁波的发现
●第一次以电磁波传递信息是1896年意大利马可 尼开始的。 ●1901年，马可尼又成功的将讯号送到大西洋彼 岸的美国。 ●20世纪无线电通讯更有了异常惊人的发展。
赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理论， 更为无线电、电视和雷达的发展找到了途 径。电的真正魅力在于，它为人类提供了 一种传输和控制能量最理想的方式，使人 类获得了一种以光速传输信息的载体。
流强度。 ●欧姆从初步的实验中证实，电流的电磁力与导体 的长度有关。随后，在试验中改变电路上的电动势 中，他发现：电荷在导体中流动遵从一种十分简单
的规律：电流和电压成正比。
1.1.3 欧姆定理实验
●电压和电流之间的比例系数称作电阻，它表示 导体对电荷流动所呈现的“阻力”（图1-22），
电动势与电阻之间的依存关系，就是欧姆定律。
第1讲 电子信息技术发展史
1.1 电的发现与发展 1.2 电子线路元件的发展 1.3 近代通信技术发展 1.4 计算机的发展
1.5 自动控制理论的发展
1.1 电的发现与发展
1.1.1 电的发现 1.1.2 电的效应
1.1.3 欧姆定律实验
1.1.4 电磁波的发现
1.1.1 电的发现
1）摩擦起电 ● “电”一词在西方是从希腊文琥珀 一词转意而来的，是能量的一种形式，它
●电子围绕原子的核做高速运动。电子通常排列在各个
能量层上。当原子互相结合成为分子时，在最外层的电 子便会由一原子移至另一原子或成为彼此共享的电子。 ●在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体；正电核均 匀分布在整个球内，而电子镶嵌在原子里面。
1.2.2 电子管 ●1904年，英国工程师弗莱明(图 1-30)
电流产生的电磁力的衰减与
导线长度的关系，其结果在 他的第一篇科学论文中发表， 在这个实验中，他碰到了测 量电流强度的困难。
图1-21德国物理学家欧姆
1.1.3 欧姆定理实验
●在德国科学家施威格发明的检流计启发下，他把
奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤方法巧妙
地结合起来，设计了一个电流扭力秤，用它测量电
1.2.4 集成电路
a). 20世纪60年代初期，人们只能制做
一块硅片包含几 十个元件的小规模集成
电路；
b).20世纪70年代后期，人们已经能够在
1.1.4 电磁波的发现
图1-23 英国物理学家家麦克斯韦
图1-24 麦克斯韦方程组
1.1.4 电磁波的发现
由麦克斯韦方程组出发，根据交变的电场（或磁
场）可在周围产生交变磁场（或电场），预言了
电磁波。
他认为这种交变电磁场可不断由振源向远处传播
开来，电磁振荡在空间的传播就形成了电磁波 （图1-25）。
图1-10 富兰克林的风筝实验
1.1.1 电的发现
●这个实验表明：被雨水湿透了的风筝的金属线变成了导 体，把空中闪电的电荷引到手指与钥匙之间，这在当时是 一件轰动一时的大事。 ●富兰克林在美国费城的实验惊动了教会，他们斥责他冒 犯天威，是对上帝和雷公的大逆不道。然而，他仍然坚持 不懈，而且在一年后制造出世界上第一个避雷针，终于制 服了天电。富兰克林的这个实验，不仅在美国有很大的影 响，而且影响到世界其他国家。
图1-17 英国著名物 理学家、化学家法拉第
磁场中运动。
1.1.2 电的效应
●这里的关键技术 是：产生感应电流
的回路都是处在一
个变化的磁场中，
一旦磁场变化停止，
感应电流就消失 （图1-18）。
图1-18 产生感应电流
1.1.3 欧姆定理实验
●1852年5月，德国物理学家 欧姆（图1-21）研究探讨了
●1958年美国提出了用半导体制作全部电路元器件实现集成电路化
方案。当年，美国德州仪器公司的基尔比在研究微型组件时，为实 现电路的微型化，提出了用同一种材料做出电子元器件的设想，并
在一个玻璃板上焊接锗晶体管芯片等元件，成功地研究出了微小型
锗振荡器，这就是世界第一块集成电路。 ● 1961年，开始批量生产集成电路。
灼热的灯丝，不仅持续地发出明亮的光，并源
源不断地发射电子；
这些电子在没有空气的环境里能够自由地飞行， 这成为各类电子技术发明共同的基础。
借助电和磁的作用，人们可以控制它们的运动，
1.2.1 电子的发现 ●1897年，英国科学家汤姆孙（如图1-28） 对阴极射线进行更加精确的实验研究时发 现，阴极射线是一种带负电的微粒，与气 体成分或阴极材料无关，它存在于一切物
包括了许多种由于电荷的存在或移动而产
生的现象，自然界的闪电就是其中一种。
1.1.1 电的发现
●
18世纪后期电学的另一个
重要的发展是意大利物理学 家伏打（图1-8）发明了电 池，在这之前，电学实验只 能用摩擦起电机的莱顿瓶进 行，而它们只能提供短暂的
图1-8 意大利物理学家伏打
电流。
1.1.1 电的发现
1.1.2 电的效应
1）奥斯特电流磁效应
●奥斯特（图1-11）根据已发现一些电可能会发生磁的迹
象，坚信电磁间有联系，并开展电是否能产生磁的研究。
●1820年4月的一天，奥斯特在一次讲演快结束的时候，抱
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
着试试看的心情又做了一次实验。他把一条非常细的铂导 线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方，接通电源的瞬间，
界大战结束后，贝尔实验室加紧了对固
体电子器件的基础研究。肖克莱等人决
定集中研究硅、锗等半导体材料，探讨
用半导体材料制作放大器件的可能性。
1.2.3 晶体管
图1-34
晶体管的三位发明人：巴丁、肖克莱、布拉顿
1947年12月，这个世界上最早的实用半 导体器件终于问世了（图1-35），在首次 试验时，它能把音频信号放大100倍，它 的外形比火柴棍短，但要粗一些。
的实验》论文，向学术界宣布了电流的磁效应，
整个物理学界都震动了。
1.1.2 电的效应
法拉第电磁感应
●法拉第（图1-17）经过近10年的 努力，于1831年发现了电磁感应现 象。他把磁产生电的现象称为“电 磁感应”，并且概括了可以产生感 应电流的几种途径：电流变化、磁 场变化、流过恒定电流的导线空间 位置变化、磁场运动以及使导体在
1.2 电子线路元件的发展
1.2.1 电子的发现 1.2.2 电子管 1.2.3 晶体管 1.2.4 集成电路
1.2.1 电子的发现
●电子的发现过程，始于人们对气体放电的 研究。当气体放电发生时，电子很容易脱离 原子的束缚呈现许多新奇现象。它们引导科
学家探寻隐藏其中的奥秘，从而找到电子；
应用电子的构想，源于白炽灯的发明。白炽灯
式简单优美, 充分体现了物理学的〝美〞以及数学的 重要性； 更重要的是科学家正是利用数学方法从庞杂 的经验事实中找出自然界普遍的高于感性经验的客观 规律来。
1.1.4 电磁波的发现
2）赫兹实验
1873年，德国物理学家赫兹(图1-26)用试验第
一次证明了电磁波的存在。他自制了一个能够
产生电磁振荡的仪器，产生出电磁波，在离它
发明了人类第一只电子管, 电子管的诞生，
是人类电子文明的起点。
弗莱明真空二极管的发明得益于爱迪生发
现的“爱迪生效应”。
弗莱明采用在真空中利用电流加热灯丝的方 法，轻而易举地获得逸出物体的自由电子， 并用它做成了一种效率很高的无线电信号检 测器------真空二极管（如图1-31）。真空 二极管可使频率很高的无线电信号被整流检 波成为人们需要的信息。
1.1.4 电磁波的发现
(a) 电磁波的形成和发展
Y 电场强度 电磁波传播方向
X 磁场强度
Z
(b) 沿X方向传播的简谐平面电磁波
图1-25 电磁波
1.1.4 电磁波的发现
麦克斯韦的电磁理论首次综合和发展了前人工作, 给 出了一个描写〝电磁场〞运动的完美的统一方程；充
分反映了电场与磁场以及时间空间的对称性；数学形
富兰克林风筝实验
●1746年，英国伦敦一名叫柯林森的物理学
家，通过邮寄向美国费城的本杰明.富兰克