日本东京大学工学院电气、电子、信息三学科课程介绍.doc

日本东京大学工学院电气、电子、信息三学科课程介绍第22卷第2期2000年5月电气电子教学JOURNALOFEEEEVo1.22No.2MaY.2OOO日本东京大学工学院电气,电子,信息三学科课程介绍J,陈徐宗一(北索大学电子学系北京:100871)z要详细介绍了日本国东京大学工学院电气工程系的电气,信息和电子三十专业的本科生,硕士生,博士生的课程设置情况,并对东京大学电气工程系的培养方案进行了评述.关建调苎!兰皇三兰一皂三翌信息课程.一咨东京大学设10个学部(即学院):法学部,医学部,工学部,文学部,理学部,农学部,经济学部,教育学部,药学部和教养学部.其中教养学部负责全校一至二年级上学期各学部本科生的基础课教学(即基础课部)工学部下设l6个学科(即专业或系):土木工程,建筑工程,城市工程,(机械工程,工业机械,机械信息),精密机械工程,船舶海洋工程,航空航天工程,电气工程,信息工程,电子工程,(应用物理,应用数理),系统量子工程(即原子能工程),地球系统工程,材料工程,(应用化学,化学系统工程),化学生命工程工学院共有教员近700人(教授,副教授,助理教授人数几乎相等),职员300人,本科生约2200人,硕士生约1500人,博士生约1000人.任课教员(教授,副教授)和各类学生的比例分别为:教:本=1:5;教:硬=1:3教:博=1:2.本科生每年招生人数列在前几名的学科为:电气,信息和电子招150人左右;机械工程,工业机械,机械信息招120人左右;应用化学,化学系统工程招120人左右;应用物理,应用数理每年招110人左右;材料工程每年招9O人左右,其它学科每年各招4060人.工学部中有三个电类学科:电气专业,电子信息专业和电子专业,三个专业统称电气工程系.该系共有任课教员4O名(教授23名,副教授14名,讲师3名),助理教授(日本称助手)26名,职员6人(分管系行政,另有8名不在编的辅助行政人员),技术员8人.还有31名分属在其它研究所,研究中心的电类实验室的教员也在电气工程系任课或带实验.电收稿日期t1999年12月9日气工程系每年招本科生约150人(学制四年,由于前一年半在教养学部上课,故回系上课的在校生约共450人),硕士生约90人(学制二年,在校生约共180人),博士生约45人(学制三年,在校约共130人),这样全系学生约共760人.El本大学对教员有严格规定,只有教授,副教授,讲师可以上课,带学生,而助理教授不能上课,带学生,只能做一些辅助性工作.东大教授几乎每人都有一个庞大的以他的名字命名的实验室或研究室,每个实验室有12名助理教授和技术人员负责日常工作,另外还招聘辅助管理人员14名.从任课教师和学生的比例看大约为1:10.实际加上助理教授,职员和辅助人员,师生比仅为1:3左右.2专业介绍电气系教员的研究领域,主要有以下三个方向:(1)电气专业(即能源和控制专业)主要研究以未来能源为目标的各种新技术,如可控核聚变,原子能发电,各种高效能源变换,电力能源的输送和贮存方式,超导材料应用器以及利用功率电子器件的仪器.另外,还涉及超高速铁路,高密度输送系统,以环境保护和控制为前提的能源工程,机器人和自动控制仪表,大规模信息处理和控制,系统的效率,规划与建设,以及DNA生物操作等新的应用领域及研究和开发领域.(2)信息专业(即信息,通信和媒介专业)主要研究包括以计算机为主的信息处理和以媒介通信为主的研究领域.前者已从单一的计算机处理发展到了设计自动化,现代化教育,现代化医疗,16电气电子教学2000年5月个人信息管理等方面,还包括语言识别,人工智能等;后者不但包括以电话,电视为代表的通信技术,以手机为代表的移动通信技术,还包括光通信技术,信息处理和互联网技术,图像通信,多媒体技术等.(3)电子专业(fir电子器件和电子材料专业)主要研究半导体电子器件,大规模集成电路技汞,光器件(光纤,光开关,光波导器件,半导体激光器),光通信技术,还包括其相应的基础研究,如原子级水平的材料,新型材料,实用系统的构成等.3本科课程设置(一)东京大学一至二年级本科生在教养部(驹场分部)上课,开始的一年半,学生先分文科一类(法学部),文科二类(经济学部),文科三类(文学部,教育学部),理科一类(工学部,理学部,药学部),理科二类(农学部,理学部,药学部,医学部),理科三类(医学部的医学系)这样文理二科六类,学习前期课程(基础课程,综合课程和主题课程).到第三学期末,根据学生志愿,学习成绩,招生名额,由各学部决定学生的系科.因此,学生在第四学期(教养部最后半年)除学习前期课程外还要学习一些专业课程.学生在这两年内应修满84个学分,平均每课3个学分.以下是前期课程.(1)基础课程:外语.信息处理,方法论基础(入文科学基础社会科学基础),基础教程(数理科学基础物质科学基础生命科学基础),基础课程习题练习基础宴验,体育.(2)综舍课程:(A)思想,艺术,(B)国际,地区.(c)社会,制度.(D)人类,环境.(E)物质,生命,(F)数理,信息.(3)主题课程:主题教程,自由研究讨论班.前期课程由相关的各个学部分别负责,如物理学部负责如下课程:(1)基础课程,基础课程(理科一,二,三类学生的必修课.物质科学基础部分)物理学课程A:力学(第学期),电磁学(第二学期)物理学课程A力学(第学期),电磁学(第二学期)基础实验(第二,三学期)IA,IB理科一类必修IA,IB理科二类必修(2)综台课程;B物质,生命热力学(第学期)振动艘动理论(第二学期)统计物理学(每学期)相对论(每学期)量-T-(每学期)现代物理(第二,第四学期)物理科学I(文科.每学期)物理科学I(文科t每学期)物理自由研究讨论班工学部电气,工程系负责下歹课程:综合课程:F.数理信息,电子学基础(每学期)自由研究讨论班电气,电子信息工程入门,未来能源技术的设想(电气能源,控制技术入门)电气工程系学生属理科一类,除基础课程各科相同外,在综合课程中和物理系学生基本相同,在自由研究讨论班中可选修介绍电子工程的课程.4本科课程设置(二)东京大学三年级本科生回各学部学习专业公共课和专业课.电气工程系学生回东大本部(东大本乡分部)学习,在表1中列出了东京大学电气工程系本科生二下之后的专业课程设置(大二下学期专业课在教养部上).由表1可见,东大电气工程系要求学生既有厚实的专业基础,又有较宽的知识面,除了要求掌握各专业基础知识和数学,物理,外语,计算机之外,还要求学生对机械,工业经济和管理都得有一定的了解东大电气系相当重视实验教学,一般周学时为一至二小时的理论课,其实验课的周学时达9小时,分三个下午进行.而他们的实验课分组却不是一人组,而是四人一组,这也许是为了培养学生的合作精神.本科毕业生必须修满144个学分,其中84学分在教养部上,6O学分在本部学习(35学分必修课,25学分选修课).在专业课中,除实验课为3个学分外,各课课程皆为1.5个学分.以下是该系大三的实验内容实验(1)为公共实验,是电路和电子器件的基本训练,其中有些实验包括了利用PSpice等EDA软件对实际电路进行仿真并通过实验进行比较,实验中只要求学生会用这些软件,不要求掌握其原理和建模方法.实验(2)为专业实验,每个学生可根据自己的专业选其中的1O个实验.实验反映了当代电子学的基本方法,有些实验含有了FPGA,CPLD和DSP等方法的训练.(1)电力,电子,信息实验(1)(三上,每周9小时)1)直流电压和电流的测量.2)撮稿器.3)运算放大器(1)4)线性电路.5)PN结和三极管基础,6)运算放大器(2)7)精密溅定法,8)二极管整流电路,9)-_管1O)光纤通信基础.11)电力器械,12)气体电子学13)理论电路.14)滤波器第22卷第2期陈徐宗:日本东京大学工学院电气,电子,信息三学科课程介绍17表1东京大学电气工程系本科生軎学科开设的课程一览表学期电力控制课程信息通信课程电于器件课程公共谭,实验,制图和其化能源工程理论电路基础量子器件基础电磁学电路理论(1)电子仪器澍量一数值计算和计算机煽程电子基础物理下数学1D数学1D习题机械结构和机械设计遵论能源机械工程概论三电力机械学机械学基础信号分析基础电子物性基础电路理论(2)电子线路基础控制工程(1)计算机硬件半导体器件电力电子信息实验(1)上计算机软件数学2D专利法能源变换工程系统工程基础电子物性理论(1)电力电子信息实验(2)电力系统工程(1)信息通信工程VLSI工程基础电于系制图三电离气体理论信号处理电磁波工程数学(3)控制工程(2)计算机操作系统光电子学工业经济电磁应用工程软件基础理论电力机械学(1)景鸵暂璋工程高压电工程通信网和信息交换工程电子量于力学电气机械设计法电力系统工程(2)通信理论电子钧性论(2)电力工程规捌和设计电力材科基础信息系统工程半导体物性工程电子通讯器件的设计法应用电力工程编程语言VLSI设计工程电子通讯工程规射镧图四荨离子体数理工程人工智能光信息工程电于系特别讲座电力机械控制应用电磁谴工程电子材料加工工艺工业经营上超导能源工程应用通信工程光电子器件全球能源系统工程人类情报交互工程宴习实习实习论文开题报告论文开题报告论文开题报告四下毕业论文毕业论文毕业论文时)(2)电力,电子,信息实验(2)(三下,每周9小1)系统控制基础2)数字信号处理3)kNe激光和被动光学,衍射4)低温物性和超导体5)MOS管的制作和测试6)电流的半导体器件控制7)高压电实验B)可控电机g)AC-DC电力变换控制10)程序控糊11)伺服拙l行机械12)电路断路现象和浪涌模拟13)静电应用14)电磁数值计算15)非线性磁学现象1B)过程控镧17)频率调制和解调及PLL1B)模搬电路和运算放大器19)频率变换和高频放大器20)机械程序控镧和PLD21)微处理器(CPU)22)数据通信23)图像处理24)XWmow程序设计25)TTL脉冲响应26)操作系统27)FEl28)半导体激光器30)Si29)MOSIC31)微波另外,电气系还负责物理,机械等非电类专业的外系电路实验.其内容如下;基础实验电学量的基奉测量.交流电路.基本RLC电路电气器械实验变压器.直流电机控制和发电机,三相电动机的驱动.直流伺服系境的设计基础.高压电实验,可控硅实验电子线路实验半导体元件及其电路,模拟Ic电路(放太,加,减,乘,除,比较等),摄蔼器.数字【c电路,堪坡器,计算机数据采集和分析.AD和DA变换器.从实验内容上看,除了基本电路实验外,还引入了控制,数据采集,数模变换等新技术.5研究生课程设置东京大学对研究生的培养也分硕士生和博士生两个层次,硕士生一般期限为二年,要求修满30学分;博士生为三年,要求修满20学分.硕士生和博士生的课程,除实验和讨论班为必修外,其它全部是选修课(硕士生选89门,博士生选4门课就可完成学分,博士生没有外语和数学等公共课程).下面为东京大学工学部电类研究生课程设置:(1)电气专业研究生专业课程及学分数自动化原理(2)信息系统开发技术(1)信息网络工程(2)可控硅电路(1)电动车辆工程(1)等离子体和核聚变工程(2)绝缘体现泉(2)高电压工程(1)(2)电气机碱学(1)(2)现代应用电气和电子工程概论(2)18电气电子教学2000年5月应用静电学(z)计算机结构(z)半导体加工过程(1)系统和控制理论(2)电力工程中的应用超导体(z)现代空间通讯(1)能源系统分析(2)傲电子学(2)电气机械控制(z)现代电气工程(2)电气工学硕士实验(1.)电气,信息,电子特别讲座(z)电气工学硬谭程讨论班I(2).I(z)电气工学博士曝程练习I(3).I(3)电气工学博士课程讨论班l(2).I(2).I(3)(2)电子信喜研究生专业课程信号估计和设计(2)编码理论(z)可靠性工程(2)模式识别(1)计算机制圈学(1)宽带网络(1)统计信号处理(2)人工智能(2)数据库工程(2)计算机摄像(z)计算机结构(2)网络理论(2)信信信(3)电论班I(2).I(z)习I(3).I(3)论班I(2).I(2).I(2)数字通信网结结论(z)生物工程(2)天线工程(z)置子微结构(1)集成电路(z)光和量子电子学I(2)匿悼电子学I(z)集戚器件基础(z)神经网络(1)光波分析(z)光通讯工程(1)半导体器件基础(z)集成光于学(1)医用图像和医用磁性(z)电子工学硬士实验(1O)自动机及其语言(2)空间电子学(z)电波传播(2)晶体生长的理论和技术(1)光和量子电子学I(2)囿体电子学I(2)超快光电子学(1)电子量子力学(2)电磁场和波的分析(2)传感嚣光子学(1)量子微结构(1)软件构造(2)自然语言处理(1)电子工学硬士课鹫寸论班I(z),I(2)电子工学博士谭程练习I(3),I(3)电子工学博士课程讨论班I(z),I(z),-(z)以上般课程皆为12学分,而硬士生实验课却为1O学分,可见他们对研究生实验训练的重视.从总体来看,东大电气系在本科生培养方面.既重视基本索质教育(人文,社会,生命科学)和基本能力(外语,数学,物理,信息)的培养,又能注意将现代最新发展介绍给学生,而且特别注重实验动手能力的训练.在研究生培养方面既有深入的理论学习和实验训练,更有前沿的课题作为论文主要工作,所以该系培养的学生深得各研究院所和大公司(如:EI立,松下,东芝等)的欢迎.因此,东大电气系的培养方案可说是种成功的方案,值得我们借鉴.由于集成电路设计是当今电子学的核心技术,EI本文部省(相当我国教育部)投入了大量的经费,还以东大电气工程系为基础,建立了东京大学大规模集成电路设计教育研究中心(教员来自电子工程系),该中心不但承担了许多高水平的研究课题,独立研制了许多有用的芯片,还支持了EI本所有大学的集成电路设计,制版和测试工作,El本许多大学设计的芯片,都可在它那里进行多芯片合成,并制版送EI立等公司流