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本书在第2版的基础上作了修改和完善，内容主要包括电子信息技术发展史、传感器技术、电子技术基础、信号的分析及处理技术、信息传输技术、信息交换及网络技术、计算机科学与技术和自动控制系统；另外，还介绍了新一代信息技术所包含的下一代通信网络、物联网技术、新型平板显示技术、高性能集成电路技术、大数据与云计算、3D打印技术、机器人技术等内容；最后，介绍电子信息工程专业的培养目标与人才素质要求。本书可作为信息类专业的专业导论课程和非信息类专业公共选修课程的教材，也可作为普及电子信息技术的科普型读物，可供高中以上文化程度的人员阅读、参考。

目    录
第1章  电子信息技术发展史	1
1.1  电的发现与发展	1
1.1.1  电的发现	1
1.1.2  电的效应	4
1.1.3  欧姆定理实验	7
1.1.4  电磁波的发现	7
1.2  电子线路元件的发展	9
1.2.1  电子的发现	9
1.2.2  电子管	10
1.2.3  晶体管	11
1.2.4  集成电路	12
1.3  通信技术的发展	12
1.3.1  早期通信方式	12
1.3.2  近代通信技术	13
1.3.3  现代通信技术	19
1.3.4  通信技术发展方向	19
1.4  计算机的发展	20
1.4.1  机械计算机的发明	20
1.4.2  电子计算机诞生	21
1.4.3  晶体管计算机的发展	22
1.4.4  集成电路计算机的发展	22
1.4.5  电子计算机智能化趋势	23
1.5  自动控制理论的发展	24
1.5.1  经典（自动）控制理论	24
1.5.2  现代控制理论的形成和发展	28
1.5.3  控制理论几个重要分支	29
本章结束语	30
第2章  传感器技术	31
2.1  传感器基础	31
2.1.1  传感器的基本概念	31
2.1.2  传感器的作用	32
2.1.3  传感器的分类	34
2.2  传感器的数学模型	35
2.2.1  静态模型	35
2.2.2  动态模型	35
2.3  传感器的基本特性	36
2.3.1  静态特性	36
2.3.2  动态特性	39
2.4  传感器的应用	39
2.4.1  力传感器	39
2.4.2  磁电式传感器	40
2.4.3  温度传感器	41
2.4.4  光传感器	42
2.4.5  红外线传感器	43
2.4.6  生物传感器	43
2.4.7  汽车导航	44
2.5  传感器的发展趋势	45
本章结束语	47
第3章  电子技术基础	48
3.1  电路基础	48
3.1.1  电路和电路模型	48
3.1.2  基尔霍夫定律	50
3.1.3  电路中的常用定理	51
3.2  模拟电子线路技术	51
3.2.1  PN结工作原理	52
3.2.2  半导体二极管	54
3.2.3  半导体三极管	56
3.2.4  场效应管	57
3.2.5  模拟电子电路的基础应用	60
3.3  数字电路技术	62
3.3.1  数字电路的基本概念与特征	62
3.3.2  数字电路分类	62
3.3.3  基本逻辑电路	63
3.3.4  数字电路的应用	64
3.4  集成电路技术	65
3.4.1  集成电路的分类	66
3.4.2  集成电路设计流程	67
3.4.3  集成电路芯片制造工艺	68
3.5  微电子系统设计	70
3.5.1  设计方法分类	70
3.5.2  门阵列	71
3.5.3  可编程阵列逻辑（PAL）	72
3.5.4  通用阵列逻辑（GAL）	72
3.5.5  现场可编程门阵列（FPGA）	72
3.5.6  专用集成电路（ASIC）	73
3.5.7  片上系统（SoC）设计	73
本章结束语	74
第4章  信号的分析及处理技术	75
4.1  信号分析基础	75
4.1.1  信号的定义与描述	75
4.1.2  信号分析和处理的目的及方法	76
4.1.3  信号的分类	79
4.1.4  典型信号及其基本特性	82
4.1.5  系统的概念	82
4.1.6  系统的分类	83
4.2  语音信号处理	84
4.2.1  语音信号处理的基本内容	85
4.2.2  语音信号处理的应用及发展方向	88
4.3  数字图像处理	88
4.3.1  数字图像处理的基本内容	89
4.3.2  数字图像处理的特点	92
4.3.3  数字图像处理的应用	93
4.4  盲信号处理	96
4.4.1  盲源分离的方法	97
4.4.2  盲源分离的应用	97
4.5  计算机视觉	98
4.5.1  计算机视觉的基本研究内容	99
4.5.2  计算机视觉的应用	101
4.5.3  计算机视觉的挑战及发展方向	104
本章结束语	105
第5章  信息传输技术	106
5.1  信息传输基础	106
5.1.1  通信的定义	106
5.1.2  通信系统一般模型	107
5.1.3  通信系统分类	109
5.1.4  多路复用技术	113
5.2  信号的编码与解码	115
5.2.1  信源编码	116
5.2.2  信道编码	117
5.3  信号的调制与解调	119
5.3.1  调制与解调	119
5.3.2  模拟调制	121
5.3.3  数字调制	122
5.4  信号的传输通道	124
5.4.1  有线传输	125
5.4.2  无线传输	127
本章结束语	133
第6章  信息交换及网络技术	134
6.1  信息交换基础	134
6.2  信息交换方式	136
6.2.1  电路交换	136
6.2.2  报文交换	137
6.2.3  分组交换	138
6.2.4  ATM交换	139
6.2.5  光交换	140
6.3  计算机网络	141
6.3.1  计算机网络系统的组成	141
6.3.2  计算机网络分类	142
6.4  计算机网络体系结构	144
6.4.1  网络中数据的传递过程	145
6.4.2  OSI参考模型	146
6.5  局域网和广域网	147
6.6  网络的硬件设备	148
6.6.1  主体设备	148
6.6.2  连接设备	149
6.6.3  网络软件系统	151
6.7  局域网架构	152
本章结束语	153
 
第7章  计算机科学与技术	154
7.1  计算机科学基础	154
7.2  计算机系统的组成结构	155
7.2.1  计算机的硬件系统	155
7.2.2  计算机的软件系统	158
7.2.3  计算机的主要性能指标	159
7.3  软件工程	159
7.3.1  软件的发展	159
7.3.2  软件危机	160
7.3.3  软件工程的概念	160
7.3.4  软件工程的三要素	161
7.3.5  软件生命周期	161
7.4  计算机应用技术	166
7.4.1  指令系统	166
7.4.2  计算机语言	167
7.4.3  计算机操作系统	169
7.4.4  计算机的应用领域	169
7.5  未来计算机的发展	171
本章结束语	173
第8章  自动控制技术	175
8.1  自动控制系统基础	175
8.1.1  自动控制的基本方法	176
8.1.2  自动控制系统的设计流程	178
8.2  自动控制系统的分类	179
8.2.1  按输入信号特征分类	179
8.2.2  按所使用的数学方法分类	180
8.3  自动控制理论的研究内容及方法	181
8.3.1  研究内容	181
8.3.2  研究方法	181
8.4  自动控制系统的性能指标	182
8.4.1  系统的稳定性	182
8.4.2  系统的稳态性能指标	183
8.4.3  系统的动态性能指标	183
8.5  自动控制技术的应用	184
本章结束语	186
第9章  新一代信息技术	187
9.1  概述	187
9.2  下一代通信网络	188
9.3  物联网技术	189
9.4  新型平板显示技术	192
9.5  高性能集成电路技术	194
9.6  大数据与云计算	197
9.7  3D打印技术	199
9.8  机器人时代	201
9.9  新一代信息技术的发展	204
本章结束语	206
第10章   电子信息工程专业的培养目标与人才素质要求	207
10.1  电子信息工程专业的历史演变	207
10.2  电子信息工程专业的学科内涵	208
10.3  电子信息工程专业的培养目标	208
10.3.1  培养目标	208
10.3.2  培养要求	208
10.3.3  学科与方向	209
10.4  电子信息工程专业的知识体系	209
10.4.1  教育内容和知识体系	209
10.4.2  基础知识体系及内容	210
10.4.3  主要课程	211
10.4.4  主要实践性教学环节	211
10.4.5  与相近专业的关系	211
10.5  电子信息工程专业对所培养人才的素质要求	212
10.6  高等院校的教学计划	214
10.6.1  高等院校的培养任务	214
10.6.2  高等院校的教学特点	215
本章结束语	216
参考文献	217

前    言
人类历史中，信息技术的发展经历了五次革命。第一次是语言的产生；第二次是文字的产生，标志着人类信息的存储与传播取得了重大突破；第三次是造纸术和印刷术的发明；第四次是电报、电话、广播电视的发明与普及；第五次是计算机技术与通信技术的快速发展与广泛应用。信息技术（Information Technology，IT）是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。
信息技术是指应用信息科学的原理与方法，有效地实现信息的获取、存储、传递、处理等功能的技术，它主要包括传感器技术、通信技术、计算机技术和控制技术等；信息技术在信息处理环节上分为信息采集技术、信息传递技术和信息处理技术。信息技术能够延长或扩展人的信息功能。信息技术可能是机械的，也可能是激光的；可能是电子的，也可能是生物的。本书以电子信息技术为核心，介绍电子信息技术中的传感器技术、电子技术基础、信号处理技术、通信技术、自动控制技术和计算机技术等。
本书是针对刚入大学校门的信息类专业新生开设的一门专业导论课程和非信息类专业的学生开设的公共选修课程而编写的。为了使新生对信息技术领域所包含的各个学科、各个领域有一个整体的、较为全面的了解，对信息技术各个主要学科方向的发展历史、发展现状及发展趋势等有一个比较全面的认识，使学生对电子技术、传感器技术、信号处理技术、通信技术、自动控制技术、计算机技术以及新一代信息技术等有一个比较明确的概念，作者在总结多年教学实践的基础上编写了本书。
本书注重选材，内容丰富，层次分明，通俗易懂。在清楚阐述基本概念、基本原理和基本分析方法的同时，更加注重知识在实际生活中的应用，以大量图或表的形式来展现知识结构的原理和关系，列举了一些信息技术在工业、农业、国防中应用的典型例子。
由于作者水平有限，书中难免存在缺点和疏漏之处，恳请读者批评指正。


编 者

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电子信息工程概论（第3版）