电气信息类专业概论课件

1、电气信息类专业概论 电气信息类专业概论 Specialty Generality of Electrical Engineering & Information 吕林 学时：16学时 考试形式：考查（论文） 课程组成及学时分配一、电气信息大类介绍（4学时） 所属学科 大类培养方案二、分专业介绍（12学时） 电气工程及自动化 通信工程 自动化 电气信息类的涵义 一个具有中国特色的学科大类名称Electrical Engineering and InformationElectrical and Information Science and TechnologyElectrical and In

2、formation Engineering 从电气工程(Electrical Engineering)专业中派生出庞大的电气信息专业群 电气信息包含的主要内容1、通讯与网络通讯与网络是目前很热门的学科方向之一，主要包括无线网络与光网络，移动网络，量子与光通讯，信息理论，网络安全，网络协议与体系结构，交互式通讯，INTERNET运行性能建模与分析，分布式高速缓存系统，开放式可编程网络，路由算法，多点传送协议，网络电话学，带宽高效调制与编码系统，网络中的差错控制理论及应用，多维信息与通讯理论，快速传送连接，服务质量评价，网络仿真工具，网络分析，神经网络；信息的特征提取、传送、存储及各种介质下的信息

3、网络化问题，包括大气、空间、光钎、电缆等介质等。本方向与信号处理，计算机，控制与光学等广泛交叉。 通信系统模型 任何一个通信系统都可以借助如图所示的通信系统模型来抽象地进行描述。通信系统模型示意图 2、数字通信系统2、计算机科学与工程 计算机科学与工程涉及领域较宽广，包括计算机图形学，计算机视觉技术，口语系统，医学机器人，医学视觉，移动机器人学，应用人工智能，有生物灵感的机器人及其模型。医疗决策系统，计算机辅助自动化，计算机体系结构，网络与移动系统，并行与分布式操作系统，编程方法学，可编程系统研究，超级计算技术，复杂性理论，计算与生物学，密码学与信息安全，分布式系统理论，先进网络体系结构，并行

4、编辑器与运行时间系统；并行输入输出与磁盘结构，并行系统、分布式数据库和交易系统，在线分析处理与数据开采中的性能分析。 计算机硬件结构 计算机控制系统计算机控制 = 计算机技术 + 自动控制理论 + 通讯技术 + 网络技术 特点：1. 用软件可以实现复杂的控制规律；2可以显示、存储、打印系统的运行状态，具有报警功能，人机接口功能；3控制规律可以很方便的改变；4通讯组网功能。 3、信号处理信号处理技术是现代电气电子工程的基础。包括声音与语言信号处理，图象与视频信号处理，生物医学成像与可视化，成像阵列与阵列信号处理，自适应与随时间变化的信号处理，信号处理理论，大规模集成电路（VLSI）体系结构，实时

5、软件，统计信号处理，非线性信号处理与非线性系统标识，滤波器库与小波变换理论，无序信号处理，分形与形态信号处理。 4、系统控制 系统控制包括鲁棒与最优控制，鲁棒多变量控制系统，大规模动态系统，多变量系统的标识，制造系统，最小最大控制与动态游戏，用于控制与信号处理的自适应系统，随机系统，线性与非线性评估的设计，随机与自适应控制等等。5、电力技术此方面主要包括电气材料学与半导体学，电力电子及装置，电机，电动车辆，电力系统动态及稳定性，电力系统经济性运行，实时控制，电能转换，高电压工程等。6、电子学与集成电路本领域包括微电子学与微机械学，纳电子学（Nanoelectronics），超导电路，电路仿真与

6、装置建模，集成电路（IC）设计，大规模集成电路中的信号处理，易于制造的集成电路设计，集成电路设计方法学，A/D与D/A转换器，数字与模拟电路，数字无线系统，RF电路，高电子迁移三极管，雪崩光电管，声控电荷传输装置，封装技术，材料生长及其特征化。 半导体器件与半导体工作的基本原理 （1）PN结半导体器件与半导体工作的基本原理（2）二极管（3）二极管的类型a)点接触型 b)面接触型 c)平面型 二极管的伏安特性 2CP10硅二极管 2AP2锗二极管 半导体器件与半导体工作的基本原理（5）MOS场效应管 也称 金属氧化物半导体场效应管 分为耗尽型和增强型 半导体器件与半导体工作的基本原理（6）晶闸管

7、 结构：四层半导体 、三个PN结 晶闸管的结构 半导体器件与半导体工作的基本原理 (7) 集成电路三次变革 ：1、以加工制造为主导的IC产业发展的初级阶段。 2、Foundry公司与IC设计公司的崛起。 3、IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段 。半导体器件与半导体工作的基本原理(8)微处理器（CPU） 是一种大规模集成电路 7、电磁学本方面包括卫星通讯，微波电子学，遥感，射电天文学，雷达天线，电磁波理论及应用，无线电与光系统，光学与量子电子学，短波激光，光信息处理，超导电子学，微波磁学，电磁场与生物媒介的相互作用，微波与毫米波电路，微波数字电路设计，用于地球遥感的卫星成像处理，子毫米波大气成像

8、辐射线测定（SubmillimeterWave Atmospheric Imaging Radiometry），矢量有限元，材料电气特性测量方法，金属零件缺陷定位。 8、生物医学工程 生物、生命科学是21世纪的最活跃学科之一，利用电气电子技术进行生物生命研究是美欧大学电气学科的特点之一。本方面包括生物仪器，生物传感器，计算神经网络，生物医学超声学，微机电系统（MEMS），神经系统中信号的传递与编码，高能粒子与生命物质的相互作用，高能粒子束与高能X光在治疗肿瘤中的临床应用，医学成像，生物图象处理，磁共振成像，发射型计算机断层摄影术（PET和SPET），超声成像，超声成像的三维重建，心脏成像的特征

9、提取，PET/SPET成像中衰减校正，神经微电子界面，血管内的成像，聋瞎病人感官辅助系统，盲人阅读机，自动语言识别等。 9、材料与装置电气电子材料及其装置是美欧大学电气学科中的重要学科方向之一。这一学科包括光电子装置仿真，纳结构电子学，半导体与微电子学，磁性材料、介电材料与光材料及其装置，固态物理及其应用，小型机械结构及其激励器，微机械与纳机械装置 （Micromechanical and Nanomechanical Devices），物理、化学和生物传感器，装置物理学及其特征化，设备建模与仿真，纳制备（Nanofabrication）与新装置，微细加工（Microfabrication），

10、超导电子学。 10、光子学与光学 在美国大学，光子学与光学属于电气电子系的关键方向之一。本方向包括光电子学装置，超快电子学，非线性光学，微光子学，三维视觉，光通讯，软X光与远紫外线光学，光印刷学，光数据处理，光通讯，光计算，光数据存储，光系统设计与全息摄影，体全息摄影研究，复合光数字数据处理，图象处理与材料光学特性研究。 电气信息学科门类在国际的专业划分可以将之归属于IEEE和IEE中。美国电气与电子工程师协会（IEEE，Institute of Electrical and Electronic Engineers),它是一个非盈利性组织，旨在推动该领域的发展。英国电气工程师协会（IEE,I

11、nstitute of Electrical Engineers),是欧洲最大的专业的电气协会，涵盖了电气工程、电子设备、软件工程、制造工程及其相关学科。国际电工委员会（IEC,International Electrotechnical Commission）也与我们电气信息大类有密切联系。 国外大学电气工程学科介绍电气工程（Electrical Engineering,EE）是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。美国大学在机构名称上有的学校称电气工程系，有的称为电气工程与信息科学系，有的称为电气工程与计算机科学系等等，例如麻省理工学院(MIT)就叫电气工

12、程及计算机科学(Electrical Engineering and Computer Science,EECS) 。 MIT的EECS学院涉及的内容其电气工程包含的范畴：电力系统工程、高电压研究、芯片制造和设计、数字和模拟电子设计技术、图像处理.信号处理和无线电通信、数据.计算机和多媒体通信、电气工程在生物和医疗技术中的应用、电气控制等。其计算机科学包含的内容：机器人控制、机器人听力.视觉.运动和学习能力的设计制造、利用计算机进行芯片设计、程序语言的优化设计、人机对话、医疗诊断、计算机图像等等。由此可见，国外大学电气工程包含的范畴与我国电气信息大类是基本相同的，但学校的专业设置与我们有所不同

13、。电气信息学院简介 覆盖电气工程、控制科学与工程、信息与通信工程、生物医学工程、电子科学与技术、计算机科学与技术等一级学科电能质量与电磁环境学、信息与自动化技术两个省级重点实验室 电气工程系、自动化系、通信工程系、医学信息工程系、电工电子基础教学实验中心（校级）、电气信息工程专业实验中心 教职工143人，其中教授19人、副教授32人、高级工程师（高级实验师）13人、博士生导师6人、四川省学术及技术带头人2人、四川省学术及技术带头人后备人选6人，具有博士及硕士学位教师83人 在校博士及硕士研究生近600人、本科生2500余人 电力系统及其自动化博士学位授权点，电机与电器、电力系统及其自动化、电力

14、电子与电力传动、控制理论与控制工程、信号与信息处理、检测技术与自动化装置、电工理论与新技术、高电压与绝缘技术、医学信息工程等9个硕士学位授权点，以及电气工程类、控制工程类2个工程硕士学位授权点 电气工程及其自动化（含电力系统及其自动化、继电保护及自动远动技术、电力市场、电力电子技术等专业方向） 自动化（含计算机控制与管理、智能仪器仪表、计算机应用等专业方向）通信工程（含通信工程、计算机通信、信号与信息处理等专业方向）医学信息工程出版50多部在国内外具有较大影响的学术专著和教材进入EI、SCI、ISTP三大检索系统的论文100多篇承担了“八五”攻关、“863”项目、“973”项目、国家自然科学基

15、金项目等200多项获得国家及部省级奖30多项 电气信息大类培养方案大类招生，实行宽口径、厚基础、大类专业培养，学生在学习公共基础课及大类专业基础课之后，在高年级可依据社会需求和就业意愿选择一个专业完成学业。毕业生具有知识面宽、就业范围广、适应能力强、发展潜力大等优势。大类培养的教学计划表（见Excel表“教学计划进度表（电气大类）-前两年”）专业基础课课程描述电路原理（含实验）本课程是电气信息类的一门重要技术基础课，它是研究电路理论的入门课程。通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论和基本分析方法，为学习后续课程准备必要的电路知识。本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能

16、力、总结归纳能力等方面起到重要作用。专业基础课课程描述模拟电路（含实验）讲授模拟电子技术的理论和应用，为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好模拟电子技术的理论基础，并使他们受到必要的基本技能的训练。主要内容包括半导体管件、基本放大电路、反馈放大电路、正弦波振荡电路、集成运算放大器在信号运算、处理上的应用、直流稳压电路、功率放大电路，常用模拟集成电路的应用。数字电路（含实验）本课程主要是让学生对现代数字电子电路有一定的感性认识，同时能应用所学电子技术基础的理论知识，来分析、设计实际电路，使学生具备一定的逻辑分析能力与实际动手能力。主要内容包括逻辑代数的基本知识、组合逻辑电路的分析和综合、触发器、寄存器、存储器、脉冲的产生和整形，模拟量和数字量的转换（A/D、D/A），可编程器件（PLD）的应用以及数字系统设计。电磁场一直都是电气工程学习计划中最重要的课程之一，阐明电磁场的基本理论，基本规律和基本分析计算方法，为后续各专业课程提供必要的相关知识。电磁场理论是业经完善确立的普遍理论，能对其它理论不能解决的复杂电工问题，提供说明和解答。通过本课程的学习，对于提高推理能力、数学分析能力，和增强将来应付更困难问题的本领是大有裨益的。微机原理与接口技术（含实验）该课程是电器信息类专业的一门重要的技术基础课，其基本任务是使学生重点掌握微机基本原理，学会设计硬件