信息工程导论

1信息工程学科导论电气与新能源学院电子工程系2一.信息时代与信息科学二.专业背景与学科体系三.电子工程系人才培养方案四.大学阶段学习的特点和要求3一.信息时代与信息科学信息时代与信息社会信息的含义与信息技术革命信息科学和技术带来的影响4一.信息时代与信息科学信息时代与信息社会信息的含义与信息技术革命信息科学和技术带来的影响51.三次文明浪潮和四次产业革命第一次浪潮——农业革命第二次浪潮——工业革命第三次浪潮——信息革命农业社会工业社会信息社会信息时代与信息社会游牧社会6四次产业革命18世纪70年代：蒸汽技术19世纪90年代：电力技术20世纪初：原子能及空间技术20世纪50年代：微电子、生物、信息技术信息时代与信息社会7物质能量信息：由相对直观到相对抽象古代近代现代材料科学技术能量科学技术信息科学技术人力工具动力工具智能工具农业文明工业文明信息文明增强体质扩展体力扩展智力物质资源时代资源科技工具功能文明能量资源信息资源信息时代与信息社会82.信息社会的特点信息是社会的最重要的资源和财富，对信息资源的利用和信息技术将渗透到各行各业信息产业成为支柱产业，成为经济增长的主要因素信息社会是知识密集的社会，将向小型化、分散化、多极化、全球化发展信息时代与信息社会93.中国腾飞的机遇中国：上世纪末第一次浪潮覆盖人口9亿，第二次浪潮覆盖人口3亿，第三次浪潮覆盖人口近千万美国：农民2％，三次浪潮人口大于二次浪潮人口用第三次浪潮的技术改变第一、二、三次浪潮的人口比例。信息时代与信息社会10一.信息时代与信息科学信息时代与信息社会信息的含义与信息技术革命信息科学和技术带来的影响11•信息是事物运动状态和特征的反映，是自然界事物运动变化的内在规律和本质•信息与材料、能源一样是人类社会生存和发展的基本资源。•信息是一切生物进化的导向资源，是知识的来源，是决策的依据，是控制的灵魂，是思维的材料，是管理的基础1.信息的定义信息的含义与信息技术革命122.物质、能量、信息的关系信息来源于物质，又不是物质本身。信息的产生、传递、储存和处理都离不开物质。信息离不开能量，信息的收集、传递、转换需要能量。两者息息相关，又有质的区别信息是用于管理和控制物质和能源的。信息的含义与信息技术革命133.信息的特征信息的使用不会损耗信息可以大量复制信息可以脱离所反映的事物被保存和传播信息可以不断增长所有事物都有信息社会发展，人脑进化都与信息交流密切相关信息的含义与信息技术革命144.信息技术信息技术：扩展人的信息功能的手段和方法，它以微电子技术为基础，以计算机技术和通信技术为代表，是关于语言、文字和图像的技术信息技术由信息获取、传输、处理、应用四部分组成人的感觉器官——传感（获取）神经系统——通信（传输）思维器官——电脑（处理、存储）执行器官——控制（应用）信息的含义与信息技术革命155.信息技术的五次革命语言、文字产生（突破时、空限制）造纸、印刷术（书、报使信息大量贮存传播）电报、电话、广播、雷达、电视（传输快速）电子计算机（处理）通信网络新技术信息的含义与信息技术革命微电子（芯片）数字革命光通信16一.信息时代与信息科学信息时代与信息社会信息的含义与信息技术革命信息科学和技术带来的影响17信息科学和技术带来的影响信息技术的发展缩短了世界的空间与时间的距离数字化技术将产生大量的新产业信息社会将比工业社会有高得多的生产率信息科学和技术带来的影响181.历史的启示2010年：GDP,美国47132$/人中国4283$/人（93位）2009年：GDP,美国46381$/人中国3678$/人（100位）2008年：GDP,美国46280$/人中国2520$/人1800年：占总量0.8％33％1998年：28％3.4％1750发达182$/人三世界188$/人185032417419004501751950118021419903490430我们面临的机遇与挑战192.竞争与复兴产业化周期18世纪蒸气机100年19世纪电动机、电话50年电子管、汽车30年20世纪雷达15年电视12年计算机10年光纤通信5年互联网2年21世纪手机1周我们面临的机遇与挑战203.我们面临的机遇与挑战信息革命为中国的腾飞提供了机遇无硝烟的全球信息大战对人才素质提出了更高的要求核心竞争力的培养与提升我们面临的机遇与挑战21信息资源主要有那些特征？信息技术包括那些方面？信息的定义和功能？信息产业的特点？你如何理解信息社会？思考题22二.专业背景与学科体系专业的演变及相互关系专业技术发展史及工程应用背景学科体系和基本内容23二.专业背景与学科体系专业的演变及相互关系专业技术发展史及工程应用背景学科体系和基本内容241.电子信息工程专业演变在1993年国家教育部颁布的专业目录中,工学门类中与电有关的专业被分为“电工类”（强电类）和“电子信息类”（弱电类）,其中电工类包含5个专业,电子信息类包含14个专业。1998年专业目录调整后,把电工类和电子信息类合并为“电气信息类”,上述19个专业合并整合为5个基本专业和两个引导性专业。电子类的“电子工程”、“应用电子技术”、“信息工程”、“电磁场与微波技术”、“广播电视工程”、“电子信息工程”、“无线电技术与信息系统”、“电子与信息技术”、“摄影测量与遥感”、“公共安全图像技术”等10个专业合并为电子信息工程专业。专业的演变及相互关系252.通信工程专业演变33年天大开设电报、电话、有线信号传输专业；23年东南大学设无线电（组）52年成立电信工程系50年代我国许多工科院校专业设置以培养行业专业人才为目的，专业有：电信专业、电讯专业、无线电技术专业、有线电技术专业、无线电制造专业、无线电信技术、无线电技术、电通信设备等上世纪80年代以来通信工程类专业名称一般为电讯技术、电信技术、无线电技术（含广播电视）通信工程，1998年教育部本科专业调整正式命名为通信工程专业。专业的演变及相互关系26(1)电气工程及其自动化专业；(2)自动化；(3)电子信息工程；(4)通信工程；(5)计算机科学与技术2个引导性专业：电气工程与自动化，信息工程专业的演变及相互关系3.电气信息类5个基本专业274.相近专业的关系工科电子信息工程专业、通信工程专业与理科电子信息科学与技术专业属一个培养大类，区别在于专业侧重点不同电子信息工程侧重“信号的获取与处理”，着眼点在电子产品（电路级）通信工程侧重“信号的产生与传输”，着眼点在通信网络（系统级）电子信息科学与技术侧重“电子的科学与技术”着眼点在材料与器件（元件级）专业的演变及相互关系285、电子信息科学技术各学科之间的关系和分工0812计算机科学与技术081201计算机系统结构081202计算机软件与理论081203计算机应用技术0809电子科学与技术080901物理电子学080902电路与系统080903微电子与固体电子学080904电磁场与微波技术0810信息与通信工程081001通信与信息系统☆081002信号与信息处理☆0811控制科学与工程081101控制理论与控制工程081102检测技术与自动化装置081103系统工程081104模式识别与智能系统081105导航、制导与控制教育部”工学“一、二级学科目录：0803光学工程（不设二级学科）专业的演变及相互关系29各学科之间关系示意：控制科学与工程电子科学与技术信息与通信工程计算机科学与技术光电信息技术电子科学与技术：承担电子材料与元器件的研究、设计、制造与应用。它是信息科学技术的基础。控制科学与工程：主要是研究信息综合应用，分析、判断、决策。信息与通信工程：从事信息获取、信息处理、信息传输与通信网络的理论、技术与产品的研究开发、设计与制造。计算机科学与技术：计算机系统结构、软件工程、人工智能、信息存储、计算机网络及计算机外部设备等的理论、技术、设备的设计、制造与研究工作光电信息技术：在激光发明之后产生的新领域，它与电子信息科学技术的所有学科都已结盒，密不可分，如光计算机、光存储、光通信、激光雷达等。5、电子信息科学技术各学科之间的关系和分工专业的演变及相互关系30二.专业背景与学科体系专业的演变及相互关系专业技术发展史及工程应用背景学科体系和基本内容专业技术发展史及工程应用背景311.电子技术的发展电子技术的特点：发展速度惊人，涉及领域广泛。电子技术的发展与电子元器件发展同步分立元件集成元件片上系统模拟元件数字元件可编程纳米元件网络专业技术发展史及工程应用背景32电子技术发展史190019201940196019802000电子管晶体管集成电路通信测量仪器分析仪器生物医学信息处理信息网络控制计算机应用领域专业技术发展史及工程应用背景33集成电路:电子产品:信息产品1:10:100193019401950196019702000集成电路销售0.11.01010010000.0119801990电子产品销售销售额/10亿美元年份专业技术发展史及工程应用背景342.电子技术的应用领域通信系统;控制系统;信息处理系统;测试系统;计算机;生物医学电子系统其他:家用电器;医疗电子;交通自动化;智能建筑;国防信息技术现代工程技术中只要把任何其他形式的信号转变为电信号都可用电子技术进行处理专业技术发展史及工程应用背景353.通信的发展史古代通信(烽烟、驿传、信鸽、旗语)近代通信（电报、电话、广播、电视）现代通信（卫星通信、光纤通信、互联网）未来通信（广义的信息交流）：任何时间、任何地点、与任何人、交流任何信息有线无线微波通信数字化计算机＋网络多媒体光纤移动专业技术发展史及工程应用背景36运算速度、存储密度、传输速度3K→3G→3T194719671987200720271031091012101520472067年份106频带（bit/S）保持指数增长专业技术发展史及工程应用背景374.通信技术的应用领域日常生活中的应用交通中的应用电力系统中的应用工业中的应用军事领域的应用航空航天中的应用专业技术发展史及工程应用背景38二.专业背景与学科体系专业的演变及相互关系专业技术发展史及工程应用背景学科体系和基本内容391.国务院学位办学科划分0809电子科学与技术（理学0773）080901物理电子学080902电路与系统080903微电子学与固体电子学080904电磁场与微波技术0810信息与通信工程081001通信与信息系统081002信号与信息处理08工学学科门类学科体系和基本内容400811控制科学与工程081101控制理论与控制工程081102检测技术与自动化装置081103系统工程081104模式识别与智能系统081105导航、制导与控制0812计算机科学与技术081201计算机系统结构081202计算机软件与理论081203计算机应用技术081280软件工程0808电气工程080801电机与电器080802电力系统及其自动化080803高电压与绝缘技术080804电力电子与电力传动080805电工理论与新技术学科体系和基本内容412.中国科研项目《学科分类与代码》（GB/T3745-92）一级学科：510电子、通信与自动控制技术二级学科：510.10电子技术二级学科：510.20光电子学与激光技术二级学科：510.40信息处理技术二级学科：510.50通信技术二级学科：510.60广播与电视工程技术二级学科：510.70雷达工程二级学科：510.80自动控制技术二级学科：510.99电子、通信与自动控制技术其他学科学科体系和基本内容42电子技术三级学科：电子电路天线电波传播无线电技术微波技术敏感电子学微电子学仿真技术超导电子技术电子元件与器件技术电子束、离子束技术红外与夜视技术电子技术其他学科光电子学与激光技术半导体技术三级学科：半导体测试技术半导体材料半导体器件与技术集成电路技术半导体加工技术半导体技术其他学科信息处理技术三级学科：信号检测参数估计数据处理语音处理图象处理信息处理技术其他学科通信技术三级学科：有线通信技术无线通信技术(包括微波通信、卫星通信等)光纤通信技术通信传输技术