电子信息工程概述

信息的目的是用来“消除不确定的因素”。 信息相关资料: 图片信息（又称作讯息）， 又称资讯，是一种消息，通常以文字或声 音、图象的形式来表现，是数据按有意义 的关联排列的结果。信息由意义和符号组 成。 文献是信息的一种，即通常讲到的文 献信息。 信息就是指以声音、语言、文字、 图像、动画、气味等方式所表示的实际内 容。 信息是抽象于物质 映射 物质的映射 信息 物质 映射集合 。
2）、空间集聚效应更加突出 • 从整个产业来看，全球电子信息产业主要集中在 几个国家和地区，并逐步形成以产业链为基础、 相关配套产业高度聚集的产业基地，如美国的硅 谷、北卡三角、波士顿128公路、德州的奥斯汀， 墨西哥的瓜德罗普岛Guadalajara电子业基地、提 华纳Tijuana视听产业基地和欧洲英国的剑桥工业 园、苏格兰工业园、德国慕尼黑工业园、法国的 索菲亚工业园及北欧洲瑞典的基斯塔Kista工业园 以及亚洲的马来西亚的多媒体走廊，印度班加罗 尔的软件外包基地和我国台湾地区的计算机及集 成电路产业基地等。这些已经形成全球电子信息 产业生产的基本格局。
（3）信息技术是指人类在认识自然和改造自 然过程中所积累起来的获取信息、传递信 息、存储信息、处理信息和使用信息标准 化的经验、知识、技术和体现这些经验、 知识、技能的劳动资料有机的结合。 （4）信息技术是指在信息加工和处理工程中 使用的科学、技术与工艺原理和管理技巧。 （5）信息技术是处理、开发和利用信息资源 的有关方法、手段和操作程序的总称。 （6）信息技术是能够扩展和延长人的信息能 力的技术
★国内调整转型
• 信息产业在国民经济发展全局中的地位越 来越重要。目前我国经济粗放型增长的问 题还比较突出，要积极利用信息技术改造 和提升传统产业，走新兴工业化道路，促 进节能降耗和污染减排。 1）、技术升级加速产业调整 • 技术升级和产业调整的趋势日益明显。
2）、产业发展面临瓶颈 • 核心基础产业薄弱，企业综合竞争力不强，出口 产品附加值低，产业结构不合理的矛盾仍然十分 突出。 • 核心技术受制于人，自主创新能力有待提高，支 持和鼓励企业自主创新的政策环境还需要进一步 完善，管理体制和机制还不能满足自主创新的要 求。 • 软件产业规模偏小，软件硬件比例失调，系统集 成能力有待提高。 • 运营业技术业务创新与发达国家相比有较大差距。 • 电信市场竞争结构失衡，通信法制建设相对滞后， 监管能力建设有待加强。
★国际竞争格局 1）、新分工体系开始形成 • 20世纪60、70年代以来，世界范围内电子 信息产品加工制造业经历了由美国—日 本—韩国，中国台湾—泰国，马来西亚— 中国内地的转移模式，但目前这种递次转 移的模式正在改变，世界电子信息产品制 造业正在从美国，欧洲直接向中国及东南 亚国家转移，并以直接投资为主，这主要 是由电子信息产业自身特点所决定的。
• 信息产业 信息产业一般指以信息为资源，信息技术 为基础，进行信息资源的研究、开发和应 用，以及对信息进行收集、生产、处理、 传递、存储和经营活动，为经济发展及社 会进步提供有效服务的综合性的生产和经 营活动的行业。
我国对信息产业分类没有统一模式，一般 可认为包括7个方面：一是微电子产品的生 产与销售；二是计算机的终端设备及其配 套的各种软件、硬件的开发、研究和销售； 三是各种信息材料产业；四是信息服务业， 包括信息数据、检索、查询和商务咨询； 五是通讯业，包括电脑、卫星通信、电报、 电话和邮政等；六是与各种制造业有关的 信息技术；七是大众传播媒介的娱乐节目 及图书情报等。 • 信息化 是指社会经济结构从以物质与能量为中心， 向以信息与知识为中心的转变。
2、信息技术、信息系统与信息工程
• 信息与信息技术 信息是物质、能量、信息及其属性的标示。 信息是物质、能量、信息及其属性的标示。[2006年,医学 年 医学 信息(杂志 杂志)] 信息 杂志 信息是确定性 增加 确定性的增加 确定性 增加。 信息是事物 事物现象及其属性标识 属性标识的集合。 事物 属性标识 信息以物质介质为载体,传递和反映世界各种事物存在方 式运动状态的表征。 信息是物质运动规律总和,信息不是物质，也不是能量。 信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，客观世 界中大量地存在、产生和传递着以这些方式表示出来的各 种各样的信息。
• 目前，计算机科学技术发展方向主要体现在以下 几方面： 1)、与通信科学技术紧密融合，互相渗透，促进人 类社会信息化的进程。 2)、为进一步提高计算机系统的性能，发展新型元 器件、体系结构和实现技术。 3) 3)、深入研究智能化、集成化、并行化以及自然化 的计算机软件。 4)、在全球联网的环境下，为保证信息资源的共享、 计算机与网络的互操作性和开发性，重点研究信 息安全保密技术。 • 电子信息类人才对计算机知识体系的基本要求集 中在软件开发和微机系统（包括嵌入式系统）应 用两个方面。
1、电路与电子知识领域
• 与信息生成、存储、传输、处理和应用密 切相关的微电子技术和光电子技术日新月 异，作为微电子技术和光电子技术结晶的 集成电路的发展速度按照每一年半翻一番 的摩尔定律向前进步。 • 当前，大规模集成电路设计已列入国家863 计划，微电子电路设计已被列为我国“十 五”、“十一五”规划的重点发展方向。
3）、技术演进愈来愈快 • 当前信息技术更新速度明显加快。集成电 路技术已进入纳米制造和片上系统时代， 计算机技术继续向高性能方向发展，音视 频技术继续向数字化、高集成化、多功能 化方向发展。数字化、网络化、智能化技 术正在成为电子信息产业的主流技术。 • 电子技术与机械、汽车、能源、交通、轻 纺、建筑、冶金等产业相结合，形成新的 技术领域和更广阔的产品门类。电信网、 有线电视网和计算机通信网间互相融合， 交叉经营，资源共享。
• 信息系统 从技术上Βιβλιοθήκη Baidu讲就是为了支持决策和组织控制而收 集、处理、存储、分配信息的一组相互关联的组 件。从商业的角度看，信息系统是基于信息技术 的组织管理方案。 • 信息工程 信息工程（Information Engineering,IE）是美国 著名的管理与信息技术专家James Martin在20世 纪80年代初提出的建立“计算机化企业”的理论 和方法。我国著名信息化专家高复先教授于1986 年在国内引入并结合实际进行研究和推广，强调 信息工程中数据环境集成的重要性，信息化的关 键在于建立“以数据为中心”和“数据稳定性” 为基本原理的总体数据规划。
• 数字处理技术正在不断地克服上述缺点： 1）、超大规模集成电路使得数字部件成本降 低、尺寸缩小、计算速度加快，推动数字 技术的应用。 2）、数字处理在理论和方法上均向更深层次 发展，使得数字处理的应用领域不断扩大。 具体表现为： a）由简单的运算走向复杂的运算 b）由低频走向高频。 c）由一维走向多维
1948年，美国数学家、信息论的创始人香农 （Shannon）在题为“通讯的数学理论”的论文 中指出：“信息是用来消除随机不定性的东西”。 1948年，美国著名数学家、控制论的创始人维纳 在《控制论》一书中，指出：“信息就是信息， 既非物质，也非能量。” 逆香农（ 逆香农（Shannon）信息定义：信息是确定性的 ）信息定义： 增加。 增加。 信息是确认肯定性（确定性）的东西。 信息是确认肯定性（确定性）的东西。 或 信息是 肯定性的确认。 信息量对应公式 肯定性的确认。 Ir=-logPi 清华大学李衍达：信息是构成生命的本质。 信息是构成生命的本质。 信息是构成生命的本质
通信
工业 生物
数字处理 日常消费 测试技术
片上 系统 电路 元件 电压 功率 电流 电阻
电子电路知识结构图
2、电磁学知识领域
• 信息技术与电磁学（电磁场与电磁波）有 着密切的联系，比如无线通信正成为人们 生活中不可缺少的内容。 • 凡称得上“无线电”的信息设备及其应用， 无不借助电磁波传递信息，电磁波有各种 形式的传播途径。因此，了解电磁波在现 实环境中传播的现象及其机理，认识电磁 波传播的规律，进行电磁波传播的计算， 是信息学科的重要基础之一。
3、电子信息技术与电子信息系统工 程
• 电子信息技术 是指以电子系统为载体表示、获取、处理、存储、传输信 息等的一门综合性、交叉性的前沿技术，包括IC产业、计 算机网络和无线通信技术等。 • 电子信息工程 它以电路与系统、信号与信息处理、电磁场与微波、计算 机及软件技术等理念为基础，研究各种信息的处理、交换 及无线、电缆、光缆等传输的各种电子与信息系统。 • 电子信息系统 指通过电子技术及信息科学、通信技术等，用一个或多个 技术支撑的电子系统构建成的以信号加工处理或信息传输 为对象的系统。例如，利用电子技术方法实现信号处理的 电子信息系统组成图如下
• 信息技术（Information Technology, IT） 是有关信息的产生、收集、发送、识别、提取、变 换、存储、传递、接收、处理、检索、检测、分析 和利用等应用技术的总称。 主要包括控制传感技术、通信技术和计算机技术等。 • 信息技术也没有一个通用的定义，目前有代表性的 定义主要有6种： 6 （1）信息技术是借助于以微电子学为基础的计算机 技术和通信技术的结合而形成的手段，对声音、图 像、文字和各种传感信号等进行获取、加工处理、 存储、传播和应用的能动技术。 （2）信息技术是指在计算机和通信技术支持下用以 获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、图像、 数值、视频和音频信息。
二、电子、信息与电子信息系统工 程基本概念
1、电子技术、电子系统与电子工程
• 电子技术 电子技术是根据电子学原理，运用电子元器件设计和制造某 种特定功能的电路以解决实际问题的方法和手段。包括信息 电子技术和电力电子技术2大分支。信息电子技术包括模拟 电子技术和数字电子技术。电力电子技术则应用于电力领域， 使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。 • 电子系统 通过各种电子元器件并利用它们的物理特性，设计并构建出 具有某种特定功能或完成某种任务的物理实体。 • 电子工程 电子工程则是指通过电子技术，运用现代系统工程学原理， 实现某一 特定应用的全过程，包括电子工程设计、规划、 安装与调试，以及电子产品的问世、设计、使用、安装和调 试等。
电子信息工程概述
• • • • • 电子信息科学及其基础知识概述 电子、信息与电子信息系统工程基本概念 系统建模与计算机辅助工具应用 电子信息工程的教学工具 电子信息技术在各个领域的应用和发展
一、电子信息科学及其基础知识概述
• 电子信息科学是当今世界上发展最快的学 科之一，属于技术科学范畴。电子信息学 科是应用电子学和信息技术科学的知识、 技术进行设计、制造和使用电子与信息产 品的学科。 • 电子信息学科的知识体系结构由电路与电 子知识领域、电磁学知识领域、信息处理 知识领域和计算机知识领域4个领域组成。
• 那么电路中的信号怎样才能转换成无线空 间的电磁波呢？ • 在电子信息学科中，“电磁场与微波技术” 知识领域有着独特的学科意义和应用背景， 而且与通信、信号处理、电路、信息安全 等技术领域有着密切的学科联系。在学习 电磁场时，要注意实际问题、物理模型和 数学描述三者之间的关系；避免单纯的数 学观点。
4、计算机知识领域
• 计算机作为一种现代的信号处理工具，是人类20 世纪最重要的创造工具之一。它使人类在发展科 学技术中，除了依靠理论推导与科学实验外，增 加了计算的新手段。 • 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、存储、处理、表示、控 制等的理论、原则、方法和技术的科学。它包括 科学和技术两个方面：科学侧重研究现象和揭示 本质，技术则侧重研制计算机及使用计算机进行 信息处理的方法与技术手段。 • 计算机科学的迅猛发展，源于数学和微电子等相 关学科发展，同时也得力于其应用的大量需求和 广泛性。
3、信号处理知识领域
• 数字信号处理具有四个优点（与模拟信号处理）： 1）、精度高。 2）、灵活性强。 3 3）、可以实现模拟系统很难达到的指标和特性。 4）、可以实现多维的系统。 • 数字信号处理系统也存在着一定的缺点： 1）、增加了系统的复杂性。 2）、应用的频率范围受到限制。 3）、系统的功率消耗比较大。