电子科学及其技术与导论12

《电子信息科学与技术导论》“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

（第三版）

绪言绪言04-5月-262三、教学目标与主要内容四、教学思想一、为什么要开设“导论”课？五、教学建议二、电子信息科学技术的发展状况一、为什么要开“导论”课？04-5月-2631、指导学生学习2、介绍电子信息科学技术的发展我们专业是干什么的？我们毕业后从事什么工作？我们学习的课程有什么用？当前电子信息技术是什么状况？04-5月-264指导学生学习是“导论”课的主要教学思想。1、指导学生学习04-5月-2652、介绍电子信息科学技术的发展1信息2材料3能源“信息”成为社会发展进步的三大支柱之一电子信息科学技术正在推动社会的信息化变革，正在改变人们的生产方式、工作方式、学习方式、交往方式、生活方式、战争方式、思维方式，正在引导人类向信息化社会迈进。04-5月-266二、电子信息科学技术的发展状况1、电子信息科学技术的发展导致专业融合2、电子信息科学技术的学科领域3、学科领域与产业04-5月-2671、电子信息科学技术的发展导致专业融合(1)大规模集成电路的发展

一块芯片就是一个电子信息系统导致专业融合。片上系统使得电子信息整机与电子器件、电子线路集成在“一块芯片”中。一个“信息系统”可以是计算机、通信和控制系统的结合，从而一块芯片就是多学科交叉。学生需要具有多学科的知识结构。芯片多层结构芯片内布线通信系统一块芯片是04-5月-268(2)硬件系统的软件化，使计算机技术已融入到了电子信息技术与工程的各个领域。

（某些）电子信息系统=“CPU+软件”。智能手机软交换：计算机+软件=交换机计算机的课程已成为信息类各专业的主要课程。各专业的教学计划的差别已越来越小。学生就业领域相互覆盖、业务领域相互交叉。04-5月-269（3）信息网络和智能手机功能及技术的迅猛发展，使网络成为了社会活动，及各行各业的公共平台。微信:使电话、视频与网络融合光纤机顶盒、卫星网:使电视与网络融合TV用户A用户BUDP（视频通话）TCPTCP微信服务器04-5月-2610云计算物联网计算机技术与互联网

结合传感器网、光电技术、微波技术融入物联网通信网的融合04-5月-2611

信息系统电子科学与技术控制科学与工程计算机科学与技术电磁场与微波光电技术信息与通信工程信号电路系统2、电子信息科学技术的学科领域（1）基础学科与信息系统基础学科04-5月-2612集成电路网络软件技术信息系统电子科学与技术控制科学与工程计算机科学与技术电磁场与微波光电技术信息与通信工程（2）电子信息科学发展导致信息系统的学科融合04-5月-26133、学科领域与产业微电子产业通信产业（含专业软件）计算机硬件产业软件产业数字家电产业互联网产品光电子产业学科产业对应电子科学与技术信息与通信工程计算机科学与技术光电技术控制科学与工程电磁场与微波04-5月-2614网络技术的发展与普及，使工业生产、农业生产、城市管理、交通运输、物流和社区都实现了高度信息化，使得电子信息科学技术中的各学科专业，如：通信、计算机、控制科学与光电技术等都共存于同一网络空间，构成了学习和就业的共同平台。

大规模集成电路、硬件系统软件化和信息网络技术导致了信息类专业的融合，而当前的专业设置、教学计划、学生学习的课程需不断适应学科技术的发展变化。小结04-5月-2615三、教学目标与主要内容1、当前的“导论”课状况4、本书的教学目标2、本书的教学定位3、本书涉及的主要知识领域5、本书的主要章节04-5月-26161、当前“导论”课状况课程名称教材或讲义通信工程专业导论

计算机专业导论

电子信息工程

专业导论

光电子

导论专业导论学科导论自动化学科概论

信息技术

导论

信息科学与技术导论

信息科学技术概论讲课方式讲座（约24学时）（1）概况04-5月-26171、当前“导论”课状况（续）评述：专业“导论”和学科“导论”的教学目标通常是定位于某一专业或某一学科，较难从电子信息科学与技术的全貌出发来组织教学，因而不易反映电子信息科学技术的当前的发展全貌。（2）内容侧重情况分类介绍专业教学计划、业务领域。介绍某些学科的发展动态或学术思想。介绍信息科学中的概念和信息学科内容。分类04-5月-26182、本书的教学定位定位于电子信息科学技术的四大主干学科及光学工程中的光电信息技术。介绍电子信息科学与技术的整体知识构架电子科学与技术信息与通信工程计算机科学与技术控制科学与工程光电信息技术本书的教学定位3、本书涉及的主要知识领域本书涉及的主要知识领域213546879信号与信号处理电磁场与微波信息与通信工程计算机科学与技术互联网与物联网控制科学与工程集成电路科学与技术信息安全光电信息技术04-5月-2620

本书的教学目标是帮助学生建立电子信息科学与技术的整体知识构架，构建较宽广的专业视野，培养创新思维，了解所学课程和工程应用之间关联，增强学生学习的主动性，为学生的学习和择业提供指导。电子信息技术发展，导致学科之间的融合、产业与学科的交叉，使得“专业导论”和局限于某一学科的“概论”一般都较难反映当前电子信息科学技术发展的实际状况，需要有一门介绍学科全貌的课程，它应建立在“信息类”所有专业和学科之上，并能反映当前学科和专业的交叉融合和发展走向。4、本书的教学目标04-5月-26215、本书的主要章节全书共分十一章全书章节的前后安排，虽然有体系方面的考虑，但联系不十分紧密，因而学习或者阅读时可以前后颠倒。第一章概述基础知识，有助于对后续章节的理解第二章消息的数字化及应用第三章电磁波及应用第四章信息与通信工程第五章计算机科学与技术第六章互联网与物联网第七章控制科学与工程第八章集成电路科学与工程第九章微波器件与微波集成电路第十章光电信息技术第十一章网络信息安全介绍电子信息技术的各主要领域的基本概念、发展历程、今后的发展趋势和应用等。小结：本书的教学内容04-5月-2622

1，大规模集成电路“片上系统”使得一块集成电路芯片就能实现一个电子信息系统，这一系统可能是多学科（四个电子信息学科+光学工程）、多知识领域（信号、电路、计算机、通信、网络、微波和光电信息等）的集成，形成了多学科、多知识领域的交叉融合，加上网络技术和软件技术广泛应用，使得原有的学科划分和专业划分已不能适应当前的技术发展状况。2，本书的教学内容，定位于电子信息科学技术中广泛应用的各主要“知识领域”，以帮助学生构建电子信息科学技术的整体构架。从整体构架出发，了解“专业”、学科及与产业的关联。3，

电子信息各学科的发展互相影响、相互促进，可能导致学科划分和专业设置的调整，因而应用发展的思维和看待当前的学科划分和专业设置，应关注技术的发展。04-5月-2623四、教学思想2、介绍学科融合以指导学习3、培养学生的创新思维4、介绍未来的发展走向1、以学科为主线组织教学04-5月-2624对象

一年级新生或二年级学生只要求高中以上基础知识

联系实际，力求通俗易懂

多讲故事，介绍技术发展缘由1、以学科为主线组织教学建立电子信息科学与技术的整体知识构架电子科学与技术信息与通信工程计算机科学与技术控制科学与工程光电信息技术学科定位04-5月-26252、介绍学科融合以指导学习知识

领域应用课程了解课程设置指导学习介绍学科融合指导学习是本书的重要思想学科融合04-5月-26263、培养学生的创新思维正确的创新思维引导走向成功之路发明来自实践创新源于需求理论是创新的基础意志决定创新成败创新思维成功电子信息技术对人类社会进步的巨大贡献。1906年电子管发明开启电子时代无线广播、无线通信诞生1947年晶体三极管发明开启固体电子学时代（前后）雷达、电视诞生1958年集成电路诞生开启了微电子时代移动通信、彩色电视大发展1964年激光发明开启光电子时代大规模集成电路、卫星、个人电脑、互联网、进入知识经济时代树立科学发展观，培养创新思维！从学科的发展历程和重大发明家身上学习创新思维发明家电话发明家贝尔：不懂电，是语言学家，1876年，28岁时发明电话，开创了有线通信新时代。麦克斯韦尔1854年从剑桥大学毕业，10年的努力，1864年推导出描述电磁场运动规律的波动方程，开创了无线通信的新时代。无线通信最初还是由无线电业余爱好者推动的。弗莱明、弗雷斯特在电灯泡基础上分别于1904、1906年发明电真空二极管、三极管，从此跨入了电子时代。麦克斯韦贝尔1947年巴丁、布拉坦和肖克利制造出了世界上第一只点接触型锗晶体三极管，从此跨入了固体电子学时代。弗莱明电灯泡基础上的发明第一只晶体管巴丁、布拉坦和肖克利发明家（续1）梅曼1960年梅曼发明红宝石激光器1958年工程师杰克·基尔比在一块6.45平方毫米硅片上集成了12个元件，制成了一个RC移相振荡器。这是世界上第一块集成电路芯片。基尔比介绍重大发明，培养创新思维。华人科学家高锟1966年提出光纤理论，随后发明光纤，获2009年诺贝尔物理学奖。04-5月-26304、介绍未来的发展走向WT-1型量子路由器和WT-2型量子交换机石墨烯晶体结构实现量子计算已经不是原理性的探索，而是在物理上解决实现技术方面的难题。我国的量子通信已投入小范围试运行，量子通信是21世纪正在到来的通信技术的革命。石墨烯被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业革命。英国科学家已宣布他们用石墨烯制造出一种只有1个原子厚、10个原子宽的超微型晶体管。美国科学家宣布已制成石墨烯集成电路。开拓视野，树立创新大目标。当前电子信息科学技术正处在新的大突破的前夜！16个量子位的硅芯片量子计算机样图04-5月-2631五、教学建议1、教学要求2、学生学习建议04-5月-2632（1）学生通读教材，不要求理解技术细节。（2）介绍教学计划中的课程类型1、教学要求04-5月-2633了解课程类型对创新能力的影响了解实际了解工程04-5月-2634人文素质人文素质2、学生学习

学生人文素质的组成和修养04-5月-2635

学生业务能力的组成04-5月-2636教学计划和课程设置是决定学生的知识结构和能力的主要因素。04-5月-2637学生自我能力培养建议04-5月-2638不同类型课程应采用不同的学学习方法结语04-5月-26391，在当前电子信息科学技术已发展到了前所未有高度，在人类正进入信息化社会的背景下，电子信息科学技术已构成了一个庞大的学科体系，知