电子信息工程专业导论ppt幻灯片

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电子信息工程专业导论南京邮电大学图像处理与图像传输江苏省重点实验室胡 栋 hud@njupt.edu.cn， 18951896169 2011年9月前 言你了解这些名词、术语吗？ 2G移动通信、3G移动通信、网络电视、4G移动通信、多媒体、超媒体、虚拟现实、数据库、分布式计算、云计算、超级计算机、嫦娥一号、北斗系统、GPS、GOOGLE EARTH、数字城市、物联网、淘宝网、iPHONE、人脸识别、智能监控、流媒体、MRI、ECG、卫星云图、天宫一号、萤火一号、jpg、mpg、avi、MIDI、 信息科学技术是当今社会起主导作用的科学技术之一。信息科学技术的兴起和发展大约在上世纪60年代，从80年代起进入了高速发展和全面应用阶段，并且直到现在依然以史无前例的高速向纵深发展。 信息技术或资讯科技（英语：Information Technology，简称IT），是主要用于管理和处理和运用信息所采用的各种技术总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（Information and Communications Technology， ICT）。 以信息科学技术为内涵的专业信息工程、通信工程、电子信息工程、自动化、电气工程及其自动化、电子科学与技术、测控技术与仪器、计算机科学与技术、生物医学工程、软件工程、电子信息科学与技术、光信息科学与技术… 新的专业：物联网工程、传感网技术… 电子信息工程/科学与技术培养信息科学与技术领域高层次人才的重要的宽口径专业; 侧重于本学科专业基础知识、基本技能的培养 ; 具有多种信息的获取、处理、传送、分析、应用的能力，其中，具有基本的信号和信息处理、分析应用能力和工程应用能力是主要专业素养。 科学（Science）、 工程（engineering）、 技术（technology）一般来讲，工程放较多的焦点在实际经验上，科学放较多在理论和纯研究上，而技术则介于两者之间。 科学是对自然合理地研究或学习，焦点在于发现世界内元素间（现象）的永恒关系（原理）。 工程为对科学及技术原理合理的使用，以达到基于经验上的计划结果。例如，科学可能会学习电子在导体内的流动。此一知识即可能会被工程师拿来创造工具或设备，如半导体、电脑及其他类型的先进技术。 电学体系电子学、电磁学、电路学、电力学、半导体学、静电学；（电、电荷、电子、电洞（空穴））； 电子材料：电阻、电感、电容、二极管、半导体、内存、集成电路。 电子学:研究电子的特性和行为，以及电子元件的物理学科。电子技术则是应用电子学的原理来设计和制造电路、电子零件来解决实际问题的科学。电力学是以探讨大电流(强电)， 高功率的电路为主的科学，电力领域分成电力系统、电机机械及电力电子等三大领域 。广义的电子学广义的电子学，又称为电学，含跨基本电学、电力学、电子学、电磁学、电路学、微电子学、光电工程……等。狭义的电子学主要研究模拟信号和数字信号构成的电路。 电子信息工程？电子+信息+工程 专业的科学内涵在“信息、信号”，即研究的对象； “电子”是其存在和表达的方式和手段，即这些信号、信息是以“电子”方式存在 ；（区分“电力”、“强电”） “工程”是指对以上知识的应用方法和目标。 [注]：工程学——将科学及数学原理运用于实际用途的应用手段，如设计、制造及对高效经济构造、机器、进程及系统进行操纵管理。 参考资料钟义信（主编），《信息科学与技术导论》，北京邮电大学出版社，2007年11月第1版，2008年5月第2次印刷。黄载禄（主编），《电子信息技术导论》，北京邮电大学出版社，2009年4月第1版。 A.C. Kokaram，《Introduction to Electrical Enginerring》（电子版） C．E．Shannon，“A Mathematical Theory of Communication”，TheBell System Technical Journal，Vol．27，pp379-423，623-656，July，October，1948（信息论）电子信息工程专业导论（第一版）（电子版）信息科学技术与及其发展（1） 一、 信息与信息科学 信息科学与技术——信息的定义、表示、运用（处理、传输、使用） 1．1．1 信息的定义 1．1 信息和信息论信息的定义 ① 信息是可用数值、文字、声音、图像等形式描述的状态； ② 信息是用数据作为载体来描述和表示的客观现象； ③ 信息是对数据加工提炼的结果，是对人类有用的知识； ④ 信息是隐含在物理信号中具有一定含义的消息；信号处理的目的就是为了信号中获得有用的信息。概况的说：信息是被人类感知、可以被描述的客观存在或现象，是具有一定物理含义的消息或知识。（信息即存在、变化、作用）你的信息概念是如何理解的？ 1．1 信息和信息论狭义信息论的产生和发展 1924年，奈奎斯特（H. Nyquist） 1928年，哈特莱（L.V.R.Havrtley） 1948年，香农（C.E.Shannon ）—香农信息量公式 1949年，香农（C.E.Shannon ）——通信系统模型上述的有关信息的研究都是基于统计概率的信息，没有考虑更广泛、更常见的非概率统计信息，故称其为“狭义信息论。” 作为工科学科研究的信息，一般是在狭义框架下展开的。 1．1 信息和信息论广义信息论的创立 ——上世纪70年代起狭义信息论的局限性： ①只考虑了信息的形式方面，没有考虑信息的涵义与价值方面，而在信息处理和利用时又不能回避这个问题； ②只局限于“消除随机不定性”的范畴，把其理论建立在概率论基础上。而概率论研究的是是非界限明显的随机过程，在实际生活中，更多的是“亦此亦彼”的模糊现象。所以狭义的信息论无法解决普遍存在的这些模糊现象； ③只考虑统计信息，没有考虑更广泛的非统计信息，只涉及信息的传递，没有研究更广泛、更重要的其他信息过程的原理和规律。 1．3 信息的特征与信息科学 的研究信息的主要特征（共性） ①信息的不灭性； ②信息的可传递性 (通信：信源、信道、信宿；传输（空间）/存贮（时间））； ③信息的可处理性； ④信息的共享性 1．3 信息的特征与信息科学 的研究信息科学主要研究对象 信息科学是以信息为对象，以信息的性质、运动规律和利用为主要研究内容，以计算机和通信网络为主要研究工具，以提高人类获取和利用信息的能力为主要研究目标。信息科学研究各种信息系统中信息的产生、获取、传递、加工、存储、变换、表示、检索和利用，使信息的研究更好地服从于科学技术的发展和人类社会的进步。 信息科学技术与及其发展（2）二、信息科学技术概述人类社会由农业时代、工业时代向信息时代的进步和转变，其主要动力就是信息科学技术的不断发展和应用。纵观人类社会发展史和科学技术史，信息科学技术在众多科学技术群体中，越来越多显示出强大的人命力。随着现代世界经济及科学技术的飞速发展，高新技术和产品层出不穷，种类繁多，日新月异，而现代社会高新技术发展的集中代表和最主要的科学技术领域就是信息科学技术。 那么信息科学技术到底是何物？ 2．1 信息技术的产生及内涵信息科学技术的产生 ——科学技术的产生和发展总是与人类自身的不断进化相吻合的，这就是“科学技术辅人律” ——如果我们把扩展人类器官功能的原理和规律称之为“科学”，则相应地把扩展人类各种器官的具体方法和手段称之为“技术”，这就是科学技术的“拟人律”， 信息科学技术的产生和发展也遵循此“拟人律”。 2．1 信息技术的产生及内涵信息技术的内涵信息科学技术是指能够扩展、延伸人类信息器官功能的技术 人类的信息器官主要包括以下四大类： （1）感觉器官：包括视觉器官、听觉器官、嗅觉器官、味觉器官、触觉器官和平衡觉器官等； （2）传导神经网络：包括导入神经网络，导出神经网络和中间传导神经网络等； （3）思维器官：包括记忆系统、联想系统、分析系统、推理系统和决策系统； （4）效应器官：也叫执行器官，包括操作器官（手）、行走器官（脚）和语言器官（口）等 2．1 信息技术的产生及内涵 2．1 信息技术的产生及内涵（1）感测技术——包括传感技术和检测技术，它们是感觉器官的延伸，使人们能够超越感觉器官而更好地从外部世界中获得各种有用信息。 （2）通信技术——主要用于信息的传递、交换和分配，使人们更好地跨时域、跨地域地利用信息，它们是人体传导神经网络功能的延伸。 （3）处理技术——是人体思维器官功能的延伸，主要帮助人们加工和再生信息，以便更好地利用信息；主要有计算机技术。 （4）控制技术——它是人体效应器官功能的延伸，主要通过反馈控制系统，对信源等外部事物的运动状态进行干预，以便更好地认识世界和改造世界。 2．2 信息科学技术的分类按结构层次分类 （1）信息基础技术——主要包括新材料、新能源、新器件的开发或制造技术，它是整个信息技术的基础。具体有： . 微电子技术：如集成电路设计与集成电路制造技术； . 光子技术：如光材料、光器件、光学系统的开发和制造技术； . 光电子技术：如硅半导体材料、金属氧化物、半导体材料、砷人镓材料的开发和利用技术，半导体光电器件开发和利用技术等； . 分子电子技术：即分子电子器件制造技术。 新的技术：有机电子技术等 思考与简答题信息论的奠基人是谁？他的两篇开创性论文给出了哪两个重要定义？计算机科学的奠基人是谁？冯.诺伊曼给出何种贡献？简述什么是管理信息系统，什么是工程信息系统，并各举一个实例。信息的主要特征是哪些？信息系统技术主要有哪些？什么是信源、信道、信宿？ 读书报告一、根据本课程讲解内容，选择与专业相关的信息技术，查阅不少于3-5本专业书籍或期刊，写出关于该技术的读书报告，文字不少于3000字。（90%） 1。视频通信技术 6。智能图象识别技术 2。语音识别技术 7。音频编码技术 3。数字水印技术 8。流媒体技术 4。遥感技术 9。虚拟现实技术 5。嵌入式系统技术 10。基于内容的信息检索技术 内容包括：1）、技术的产生和起源，2）主要技术内容与要点分析，3）过去和现在的主要应用，4）今后的技术和应用发展趋势（可选择其他主题）必须列出参考资料，不得抄袭。 二、通过本课程的学习对本专业的认识，希望今后达到的目标，以及对本课程的意见和建议。 （10%）jTo红软基地