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本书是一本供电子信息类专业所开设的专业导论课程用的教科书。其内容围绕学习什么——以移动通信、集成电路、互联网与物联网为例？为什么学——阐述了专业的培养目标，也即未来工程师所需的知识能力与素质？为何这样学习——介绍了西方大学教育与中国大学教育理念的演变历史，当前大学正在进行的工程教育改革？如何学习——从大学面临的问题开始，分别讨论了课程学习、科技实现与生活实践中的心态与方法。全书力图用通俗的语言来诠释生硬的专业知识和深奥的教育理念。对于专业知识的诠释，通过追溯理论创新的背景、展望专业发展的趋势，把相关知识、概念的来龙去脉呈现在读者面前；对于教育理念的解读，辅以翔实的人物故事和案例故事，将教育理念、方法置于情景之中，增强趣味性与可读性。

第1章  移动通信	1
1.1  移动通信概述	2
1.1.1  引子——移动通信改变生活	2
1.1.2  早期的通信——什么是信息	3
1.1.3  几个基本概念——信号、信源、信道和信宿	5
1.2  旧时堂前燕，飞入百姓家——移动通信的诞生与普及	7
1.2.1  给信息插上翅膀——无线电技术的诞生	7
1.2.2  从无线电到第一代模拟移动通信技术（1G）	9
1.2.3  频分多址（FDMA）——模拟移动通信的关键技术	14
1.3  长江后浪推前浪，你方唱罢我登场——数字移动通信（2G）	15
1.3.1  GSM时代的赶超者——诺基亚	15
1.3.2  卧薪尝胆的对手——高通与CDMA	19
1.4  群雄逐鹿，崭露头角——第三代移动通信	24
1.4.1  诸侯割据——3G技术标准大比拼	24
1.4.2  智能手机——3G需求的推动者	29
1.4.3  中国标准与中国企业	33
1.5  畅想未来移动通信	38
1.5.1  走进4G——LTE与4G关键技术	38
1.5.2  展望5G——畅想未来移动通信	42
第2章  集成电路	48
2.1  电子学与集成电路概述	49
2.1.1  晶体检波器——电子器件的首秀	49
2.1.2  电子管——电子时代的来临	49
2.1.3  晶体管的发明	52
2.1.4  从晶体管到集成电路	55
2.1.5  集成电路的快速发展	58
2.2  核心——计算体系	61
2.2.1  智能之芯——微处理器（CPU）子系统	62
2.2.2  通信互联——通信子系统	69
2.2.3  记忆场所——存储子系统	71
2.3  支撑——外围模块	74
2.3.1  信息之窗——多媒体子系统	74
2.3.2  感知交互——传感器子系统	77
2.3.3  动力引擎——电源子系统	80
2.4  后摩尔时代——集成电路未来发展趋势	82
2.4.1  神奇新材料——石墨烯	83
2.4.2  曲径通幽——自旋电子	86
2.4.3  迷失的第四元件——忆阻器	90
第3章  互联网	94
3.1  互联网起源与发展	95
3.1.1  互联网的前身——阿帕网	95
3.1.2  早期互联网——因特网与万维网	97
3.1.3  浏览器之争——微软和网景的世纪之战	100
3.1.4  门户网站的兴起——打开上网冲浪之门	104
3.2  互联网的普及	106
3.2.1  搜索引擎——新时代的互联网霸主	107
3.2.2  电子商务的兴起——挑战传统的商业模式	111
3.2.3  社交网络与网络新媒体——改变社交生活	114
3.3  幕后的英雄——现代通信网络	117
3.3.1  网络的分层与网络协议——OSI/RM与TCP/IP	117
3.3.2  路由技术——架起互联网的桥梁	120
3.3.4  光纤通信——铺设信息的高速公路	123
3.4  互联网发展新趋势	124
3.4.1  移动互联网——随时随地的互联	124
3.4.2  云计算——虚拟资源按需供应	127
3.4.3  大数据——发掘潜在的价值	129
第4章  物联网	131
4.1  物联网的定义	133
4.1.1  网的世界	133
4.1.2  万物互联	134
4.1.3  物与智能	136
4.2  物联网关键技术	137
4.2.1  物联网标识技术	138
4.2.2  传感与纳米技术	139
4.2.3  无线传感器网络	140
4.2.4  嵌入式智能技术	141
4.3  物联网信息革命	142
4.3.1  “三国”演义	142
4.3.2  智慧地球	145
4.3.3  感知中国	148
4.4  物联网的未来	149
4.4.1  物联网发展分析	149
4.4.2  挑战与机遇并存	153
4.4.3  时代与个人发展	154
第5章  培养目标	157
5.1  多元自我，多元目标	158
5.1.1  发现未知的自己	158
5.1.2  遇见不同的未来	159
5.1.3  与明天有个约会	160
5.2  昨天、今天与明天	162
5.2.1  自然与社会	162
5.2.2  科学与技术	163
5.2.3  工程与专业	165
5.3  未来工程师的能力素质	166
5.3.1  学习能力	166
5.3.2  实践能力	167
5.3.3  创造能力	170
5.3.4  伦理道德	172
5.4  电子信息专业基本知识	174
5.4.1  专业基础	175
5.4.2  数理基础	180
5.4.3  人文社科	182
第6章  大学是什么	185
6.1  国外大学教育发展简史	186
6.1.1  萌芽阶段——从“三哲”到纽曼	187
6.1.2  发展阶段——从洪堡到弗莱克斯纳	192
6.1.3  升华阶段——雅斯贝尔斯	195
6.1.4  扩展阶段——从通识到广义工程教育	196
6.2  中国大学教育发展简史	202
6.2.1  追根溯源——中国古代教育思想	202
6.2.2  历史回眸——中国古代大学演变	209
6.2.3  博古通今——中国近代大学形成	211
6.3  当前大学工程教育改革	215
6.3.1  通识教育	215
6.3.2  书院制	217
6.3.3  本科生导师制	221
6.3.4  小班化研究型教学	224
6.3.5  工程实践能力培养	230
第7章  大学怎么读	235
7.1  若你在思考这些	236
7.2  大学课程这样学	245
7.2.1  不识庐山真面目	245
7.2.2  绝知此事要躬行	249
7.3  科技实践大揭秘	261
7.3.1  实验室里暗藏玄机	261
7.3.2  科研训练的小热身	263
7.3.3  科技竞赛的大比拼	265
7.4  生活中也做达人	267
7.4.1  大不用把教室坐穿	267
7.4.2  外面的世界很精彩	271
7.5  那些未解答的谜	275
参考文献	281

本书是教育部特色专业建设《通信工程》、《集成电路设计与集成系统》，专业综合试点改革计划以及国家级教学团队的研究成果之一，也是推行学校“一制三化”（导师制、小班化、国际化、个性化），书院制、创新实验班的教学改革成果。本书提供教学课件，可登录北航课程中心网站（http://course.buaa.edu.cn/portal）或电子工业出版社华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册下载。
或许你是出于对“热门”的考虑而选择电子信息类专业，但是未必了解其内涵。面对第一学期的课表，你会发现“电子信息”这一名词很少出现，困惑也就接踵而至：我们应该学什么？为什么学？怎么学？大学不是中学的简单延伸，仅凭借中学的经验难以回答上述疑问，不妨让我们一起探讨。
本书分为两部分。第一部分从身边感性的事物——智能手机——入手，介绍移动通信、集成电路、互联网与物联网，通过追溯科学发现与技术创新的演变历史，穿插人物故事、创业案例，将电子信息专业的内涵蕴藏其中，使读者不仅了解技术，还能体会到创新精神与企业家精神。第二部分首先着眼于电子信息专业的培养目标，看似不经意点缀的名人成长经历、教育观点，其实是能力素质的载体。随后介绍国内外大学理念演化历史与高等工程教育改革思路，从课程学习、科技与生活实践三方面探索大学教育。按照这一思路，内容安排如下：
第1章，移动通信，它是智能手机的主要功能。伴随移动通信从1G到3G的快速发展，手机已经不仅仅是一部电话，它已经成为个人数据中心，而中国通信技术标准与企业也逐渐登上了国际舞台。展望未来4G/5G通信，那里将有供我们施展才能的空间。 
第2章，集成电路，它是智能手机的核心基础。拆解智能手机，能看到其核心部件，包括应用处理器、基带处理器、存储器、显示器、音频与图像、传感器，等等。电子管、晶体管与集成电路的相继诞生将半导体产业由“发明时代”带入“商用时代”，摩尔定律诠释了集成电路的发展速度与威力，石墨烯、自旋电子与忆阻器又将如何延续后摩尔时代的辉煌？
第3章，移动互联，它为智能手机增添了威力。目睹移动互联业务快速发展，再也不能说互联网不属于电子信息了。超文本协议、图形化浏览器、门户网站的诞生开启了网络新经济的大门，搜索引擎、电子商务、社交网络的发展让虚拟世界走进了现实生活。互联网的幕后英雄是网络协议、路由器与光纤通信等技术，发展趋势是移动互联、云计算、大数据。
第4章，物联网，它拓展了智能手机的功能与互联网的终端数量。物联网是一种理念，工业化与信息化融合，从互联网走向物联网，终端用户由“人”扩展到普遍的“物”，为互联网与移动通信的发展带来了更多机会。物联网发展将依赖于纳米技术、嵌入式技术、通信技术、传感器技术与智能技术的进步。
第5章，培养目标，这是向工程师迈进的前提。通过诠释社会需求的多样性，鼓励读者依据自身特点确定个性化目标。在前四章的基础上预测未来工程实践背景，借用包起帆、鲁冠球、王选与高锟等人物的故事，旨在帮助读者深入理解能力素质内涵。最后以智能手机为线索概要介绍电子信息专业基本知识体系。
第6章，大学是什么，这是理解大学教育的基础。以西方大学理念演化史、中国教育思想与中国大学发展史来诠释大学理念，包括大学、大学教育与培养目标等，这些理念对正在开展的工程教育改革有重要指导意义，它也是本书及其编写过程中遵循的指导思想。
第7章，大学怎么读，这是完成大学教育的途径。站在学生个人角度，从大学新生面临的问题开始谈起，然后围绕课程探讨了课内与课外、预习与复习、理论与实验、主课与辅课的关系与方法，科技实践涉及SRTP、学科竞赛以及如何走进科研实验室，最后强调只要留意，生活中处处是学习机会，而选择的自由能使你更具鲜明的个性。
本书的编写工作分工如下，赵恒、钟哲、彭守仲负责前3章，王琨负责第4章，王梦醒负责后3章，王莹、南江与孙佩霞负责插图的设计与制作。张有光负责本书的构思、教育理念、教学方法、学习方法，以及全书的审核工作。
本书体现了作者从事本科教学管理六年以来的实践与思考。作者与各类学生进行了广泛交流，包括学习成绩优秀生、科技竞赛获奖者、国际交换生、转专业学生，也包括面临问题的降级试读生等。每位学生都很可爱，他们使我感受到了其多样性，也体会到了校长怀进鹏院士倡导“有温度的教育”的重要性。另一方面，作者也会与学生家长面谈，期待他们给孩子一个自己成长的空间。同时，时刻提醒自己需要关爱学生，也需要有等待成长的耐心：允许他们走一些弯路、犯一些“错误”，在挫折中自己走出来；留一些“迷茫”，让他们“自悟”。
这里要特别感谢教育部教学指导委员会副主任张晓林教授、申功璋教授，长期以来得到了他们指导、鼓励与帮助，并在百忙中审阅了本书初稿提出了中肯的建议。感谢长期合作的领导、教师以及辅导员们，分享了他们的教学经验。在编写过程中，还有十几位大二、大三同学参与讨论、试读，提出了许多有益的建议。
本书的编写得到了竺南直、张小乐编辑的大力支持，他们就书稿内容、编写理念等方面提出了自己的宝贵意见，在此对出版社的同仁们表示感谢。
我们深知自己水平有限，因而书中难免存在问题，敬请读者批评指正！
张有光     
2013年9月8日

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