第一章 電子信息工程簡述

電子信息工程簡述第一章

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述第一節(jié)

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述電子信息學(xué)科是當(dāng)今世界上發(fā)展最快的學(xué)科之一，它屬于技術(shù)科學(xué)范疇。電子信息學(xué)科是應(yīng)用電子學(xué)和信息技術(shù)科學(xué)的知識、技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和使用電子與信息產(chǎn)品的學(xué)科。它包括眾多的子學(xué)科：電子科學(xué)和技術(shù)電子信息工程通訊工程微波工程電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述美國伯克利加州大學(xué)的EdwardA.Lee教授認(rèn)為，電子電氣和計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域在20世紀(jì)經(jīng)歷了四次重大的技術(shù)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移：一是由電力傳輸與旋轉(zhuǎn)機(jī)械向電子學(xué)轉(zhuǎn)移二是由電子管向半導(dǎo)體以及由分立元件向集成電路轉(zhuǎn)移三是由模擬電子向數(shù)字電子轉(zhuǎn)移四是由固定的向可編程的數(shù)字硬件轉(zhuǎn)移電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述電子信息學(xué)科的知識體系結(jié)構(gòu)由4個領(lǐng)域組成：電路與電子知識領(lǐng)域電磁學(xué)知識領(lǐng)域信息處理知識領(lǐng)域計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述電路與電子知識領(lǐng)域由電路原理、電子電路基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)、微電子與系統(tǒng)和通信電子電路等模塊組成；電磁學(xué)知識領(lǐng)域由電磁場與電磁波和微波等模塊組成；信息處理知識領(lǐng)域由信號與系統(tǒng)、自動控制原理、隨機(jī)信號分析和數(shù)字信號處理等模塊組成；計(jì)算機(jī)知識模塊則由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)等模塊組成。一、電路與電子知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述一、電路與電子知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述

當(dāng)前，我國集成電路設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展面臨著一個難得的機(jī)遇。首先，是國家的高度重視。第二，是國家信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展對集成電路的巨大需求。第三，是國內(nèi)外半導(dǎo)體制造現(xiàn)代化工藝線的不斷建設(shè)和擴(kuò)展。第四，是十多條先進(jìn)的工藝線在上海、北京和天津等地的興建為我國先進(jìn)的集成電路的制造提供了條件。第五，是我國有數(shù)量龐大的集成電路設(shè)計(jì)與制造技術(shù)隊(duì)伍和智力資源。一、電路與電子知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述新分工體系開始形成?？臻g集聚效應(yīng)更加突出。技術(shù)演進(jìn)愈來愈快。國際：競爭格局發(fā)生變化一、電路與電子知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述技術(shù)升級加速產(chǎn)業(yè)調(diào)整。產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨瓶頸。國內(nèi)：調(diào)整轉(zhuǎn)型進(jìn)入新階段一、電路與電子知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述集成電路是基于電壓、電流等基本概念所形成的電路、模擬電子電路、數(shù)字電子電路發(fā)展起來的，同時集成電路又成為工業(yè)、生物、通信、測試技術(shù)與儀器、數(shù)字信號處理等技術(shù)的基礎(chǔ)。電子電路知識結(jié)構(gòu)圖電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述功率電阻元件電路片上系統(tǒng)工業(yè)生物測試技術(shù)通訊數(shù)字處理日常消費(fèi)電壓電流一、電路與電子知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述（一）電路知識與設(shè)計(jì)技術(shù)（二）系統(tǒng)知識與設(shè)計(jì)技術(shù)（三）工藝知識與技術(shù)（四）工具知識與技巧集成電路設(shè)計(jì)需要的知識和技術(shù)范圍已大為擴(kuò)展。概括起來可分為以下四個方面：二、電磁學(xué)知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述二、電磁學(xué)知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述當(dāng)代科技進(jìn)步與發(fā)展中最引人注目的莫過于幾乎盡人皆知的信息技術(shù)。尤其無線通信正成為人們生活中不可缺少的內(nèi)容。然而，它與電磁學(xué)（電磁場與電磁波）有著密切的聯(lián)系。了解電磁波在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中傳播的現(xiàn)象及其機(jī)理。認(rèn)識電磁波傳播的規(guī)律，進(jìn)行電磁波傳播的計(jì)算，是信息學(xué)科的重要基礎(chǔ)之一。認(rèn)識各類天線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，理解其工作原理和分析方法，掌握常規(guī)天線的選型、設(shè)計(jì)和應(yīng)用，是信息學(xué)科的重要基礎(chǔ)。二、電磁學(xué)知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述電磁波依照波長由長到短（頻率由高到低），將無線電波譜劃分為長、中、短、超短和微波。微波對物體有很高的分辨力，同時也對細(xì)微的結(jié)構(gòu)差異很敏感。已成為電磁波譜中最重要、最活躍的波段。二、電磁學(xué)知識領(lǐng)域電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述雷達(dá)遙感成像射電天文物質(zhì)分析精密測量加工微波技術(shù)領(lǐng)域：二、電磁學(xué)知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述近代通信系統(tǒng)是衛(wèi)星、移動、通信的組合。信號與信息處理是一切電子信息系統(tǒng)的核心組成部分。綜上所述，在電子信息學(xué)科中，“電磁場與微波技術(shù)”知識領(lǐng)域有著獨(dú)特的學(xué)科意義和應(yīng)用背景，而且與通信、信號處理、電路、信息安全等技術(shù)領(lǐng)域有著密切的學(xué)科聯(lián)系。三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述近30年來，在控制與信號處理系統(tǒng)中，數(shù)字處理方法迅速替代傳統(tǒng)的模擬處理方法。數(shù)字處理方法具有數(shù)字系統(tǒng)的一些共同優(yōu)點(diǎn)：抗干擾可靠性強(qiáng)便于大規(guī)模集成三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述精度高。靈活性強(qiáng)?？梢詫?shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)很難達(dá)到的指標(biāo)或特性?？梢詫?shí)現(xiàn)多維的系統(tǒng)。數(shù)字處理方法與傳統(tǒng)的模擬處理方法相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。應(yīng)用的頻率范圍受到限制。系統(tǒng)的功率消耗比較大。當(dāng)然數(shù)字信號處理系統(tǒng)也存在著一定的缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在：三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述然而，數(shù)字處理技術(shù)正不斷地克服上述缺點(diǎn)，以驚人的速度在發(fā)展。一方面，超大規(guī)模集成電路使得數(shù)字部件成本降低、尺寸縮小、計(jì)算速度加快，推動數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用。另一方面，數(shù)字處理在理論上和方法上均向更深層次發(fā)展，這使得數(shù)字處理的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

其表現(xiàn)為：由簡單的運(yùn)算走向復(fù)雜的運(yùn)算。由低頻走向高頻。由一維走向多維。三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述1965年J.W.Cooley和J.W.Tukey提出了快速傅里葉變換（FFT）算法。1978年A.V.Oppenheim在他主編的《數(shù)字信號處理的應(yīng)用》（ApplicationofDigitalSignalProcessing，PrenticeHall，1978）一書中，列舉了數(shù)字信號處理在通信、音響、語音、圖像、雷達(dá)、聲納和地球物理等7個方面的應(yīng)用實(shí)例。三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述在短短的20多年實(shí)踐了，這些系統(tǒng)已經(jīng)更新?lián)Q代，發(fā)展極其迅速。例如：

在圖像處理方面，圖像數(shù)據(jù)壓縮是多媒體通信、影碟機(jī)和高清晰度電視的關(guān)鍵技術(shù)。國際上先后制定的標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.263、H.264、JPEG、MPEG1、MPEG2和MPEG4，這些標(biāo)準(zhǔn)中均使用了離散余弦變換（DCT）算法。三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述近年來發(fā)展的小波（Wavelet）變換也是一種具有高壓縮比和快速運(yùn)算特點(diǎn)的嶄新壓縮技術(shù)，應(yīng)用前景十分廣闊，已用于新一代壓縮技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述此外，數(shù)字信號處理不斷開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域，例如：在機(jī)械制造中，基于快速傅里葉變換算法的頻譜分析儀用于振動分析和機(jī)械故障診斷；醫(yī)學(xué)中使用數(shù)字信號處理技術(shù)對心電和腦電等生物電信號作分析和處理；新一代的廣播體制——數(shù)字音頻廣播廣泛地使用了數(shù)字信號處理技術(shù)。三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述數(shù)字處理是用數(shù)字計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)各種算法，經(jīng)典的實(shí)現(xiàn)方法可分為軟件和硬件實(shí)現(xiàn)兩種。軟件實(shí)現(xiàn)是用一臺通用的數(shù)字計(jì)算機(jī)運(yùn)行數(shù)字處理程序。其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，一機(jī)可以多用；其缺點(diǎn)是處理速度慢。硬件實(shí)現(xiàn)是針對特定的應(yīng)用目標(biāo)，經(jīng)優(yōu)化，設(shè)計(jì)一專用的軟硬件系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是容易做到實(shí)時處理，缺點(diǎn)是設(shè)備只能專用。三、信號處理知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，一個復(fù)雜數(shù)字信號處理系統(tǒng)已可以集成在一個芯片上，即所謂的“片上系統(tǒng)”，SOC包含有數(shù)字電路、模擬電路、模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、微處理器、微控制器以及數(shù)字信號處理器等?？傊?，SOC系統(tǒng)將是數(shù)字信號處理系統(tǒng)的一個新型實(shí)現(xiàn)方法。四、計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述四、計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述計(jì)算機(jī)作為一種現(xiàn)代的信息處理工具，是人類20世紀(jì)最重要的創(chuàng)造工具之一。作為一門重要的科學(xué)技術(shù)和專業(yè)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)有其特定的內(nèi)涵意義。根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)科內(nèi)在聯(lián)系、相關(guān)程度與性質(zhì)特征，一般將其分為“計(jì)算機(jī)理論”、“計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)”、“計(jì)算機(jī)硬件”、“計(jì)算機(jī)軟件”、“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”和“人工智能”等分支。四、計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述與通信科學(xué)技術(shù)緊密融合，相互滲透，促進(jìn)人類社會信息化的進(jìn)程；為進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能，發(fā)展新型元器件（微電子、光電子集成器件和生物集成器件）、體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)；深入研究智能化、集成化、并行化以及自然化的計(jì)算機(jī)軟件；在全球聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，為保證信息資源的共享，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的互操作性、開發(fā)性而重點(diǎn)研究信息安全保密技術(shù)。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下方面：四、計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域

電子信息學(xué)科及其基礎(chǔ)知識概述電子信息類人才對計(jì)算機(jī)知識體系的基本要求集中在兩個方面：軟件開發(fā)微機(jī)系統(tǒng)（包括嵌入式系統(tǒng)）應(yīng)用按電子信息類人才對計(jì)算機(jī)知識方面的基本要求，建議設(shè)置以下4門基礎(chǔ)課程：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)微機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用其核心是要跟上計(jì)算機(jī)學(xué)科的快速發(fā)展。電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念第二節(jié)一、電子技術(shù)、電子系統(tǒng)與電子工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念一、電子技術(shù)、電子系統(tǒng)與電子工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念電子元器件

電子元器件是組成電子電路和電子系統(tǒng)的最小物理單元。電路

電路是由相互連接的電子元器件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。電子學(xué)

電子學(xué)是研究電子元器件、電路和電子系統(tǒng)的特性和行為的物理學(xué)科。電子技術(shù)

電子技術(shù)是根據(jù)電子學(xué)的原理，運(yùn)用電子元器件設(shè)計(jì)和制造某種特定功能的電路以解決實(shí)際問題的方法和手段，包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。（一）電子技術(shù)一、電子技術(shù)、電子系統(tǒng)與電子工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念通過各種電子元器件并利用它們的物理特性，設(shè)計(jì)并構(gòu)建出具有某種特定功能或完成某種任務(wù)的物理實(shí)體，這種實(shí)體稱為電子系統(tǒng)。從電子系統(tǒng)物理實(shí)現(xiàn)的角度看，一個電子系統(tǒng)可以劃分為器件（包括分立器件和集成電路器件）、電路板及系統(tǒng)三個層次。（二）電子系統(tǒng)一、電子技術(shù)、電子系統(tǒng)與電子工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念 1.工程。對于工程的特征，可以根據(jù)為以下幾個方面：工程是有原理的；工程是有特定目標(biāo)，注重過程、注重效益；工程是通過建造實(shí)現(xiàn)的，我們不論是建房、造船、修橋、鋪路，都是要通過一步步的工序、工藝、工期來完成的；工程是要與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的。大型工程的實(shí)施，都會對自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，工程環(huán)境構(gòu)成了一對矛盾；工程是在一定邊界條件下集成和優(yōu)化的。（三）電子工程一、電子技術(shù)、電子系統(tǒng)與電子工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念 2.電子工程

電子工程是指通過電子技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代系統(tǒng)工程學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)某一特定應(yīng)用的全過程，包括電子工程設(shè)計(jì)、規(guī)劃、安裝與調(diào)試，以及電子產(chǎn)品的問世、設(shè)計(jì)、使用、安裝、調(diào)試等。（三）電子工程二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息在漢語中最初含義是消息。隨著科技的發(fā)展，信息已具有新的含義，在不同領(lǐng)域，人們對信息有不同的解釋，目前仍未有統(tǒng)一的定義。信息在傳遞過程中，一定要依靠某種載體。為使信息遠(yuǎn)距離傳播，必須把它轉(zhuǎn)換成為光、電等物理量。帶有消息的光、電的變化過程稱為信號。（一）信息與信息技術(shù)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念I(lǐng)T是InformationTechnology的縮寫，意為“信息技術(shù)”。信息技術(shù)是有關(guān)信息的產(chǎn)生、收集、發(fā)送、識別、提取、變換、存貯、傳遞、接收、處理、檢索、檢測、分析和利用等應(yīng)用技術(shù)的總稱，是在信息科學(xué)的基本原理和方法的指導(dǎo)下擴(kuò)展人類信息處理功能的技術(shù)。（一）信息與信息技術(shù)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息技術(shù)主要包括：傳感技術(shù)

傳感技術(shù)的任務(wù)是延長人的感覺器官收集信息的功能通信技術(shù)

通信技術(shù)的任務(wù)是延長人的神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息的功能計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)則是延長人的思維器官處理信息和決策的功能（一）信息與信息技術(shù)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息技術(shù)目前尚沒有一個通用的定義，目前較為有代表性的定義主要有以下幾種：信息技術(shù)是借助于以微電子學(xué)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合而形成的手段，對聲音、圖像、文字和各種傳感信號等進(jìn)行獲取、加工處理、存儲、傳播和應(yīng)用的能動技術(shù)。信息技術(shù)是指在計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)支持下用以獲取、加工、存儲、變換、顯示和傳輸文字、數(shù)值、圖像、視頻和音頻信息，包括提供設(shè)備和提供信息服務(wù)兩大方面的方法與設(shè)備的總稱。信息技術(shù)是人類在認(rèn)識自然和改造自然過程中所累積起來的獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息和使信息標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)驗(yàn)、知識、技術(shù)和體現(xiàn)這些經(jīng)驗(yàn)、知識、技能的勞動資料有目的的結(jié)合。（一）信息與信息技術(shù)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息技術(shù)目前尚沒有一個通用的定義，目前較為有代表性的定義主要有以下幾種：信息技術(shù)是在信息加工和處理過程中使用的科學(xué)、技術(shù)與工藝原理和管理技巧；這些原理和技巧的應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及其同人和機(jī)器的交互作用；與此相關(guān)的社會、經(jīng)濟(jì)和文化問題；信息技術(shù)是處理、開發(fā)和利用信息資源的有關(guān)方法、手段和操作程序的總稱?，F(xiàn)代信息管理的核心技術(shù)主要包括文件組織技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)。信息技術(shù)是能夠延長或擴(kuò)展人的信息能力的技術(shù)。（一）信息與信息技術(shù)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息技術(shù)主要包括信息的開發(fā)技術(shù)和管理技術(shù)。信息開發(fā)技術(shù)主要包括：信息的獲取技術(shù)信息感測技術(shù)、模式識別技術(shù)、遙感技術(shù)和遙測技術(shù)。信息的處理技術(shù)多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（DataMining）。信息的傳遞技術(shù)信息存儲技術(shù)、通信系統(tǒng)模型、無線電通信技術(shù)、衛(wèi)星通信、光纖通信、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)通信、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）等。（一）信息與信息技術(shù)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息系統(tǒng)，從技術(shù)上說就是為了支持決策和組織控制而收集（或獲?。⑻幚?、存儲、分配信息的一組相互關(guān)聯(lián)的組件。從商業(yè)角度看，信息系統(tǒng)是一個用于解決環(huán)境提出的挑戰(zhàn)的，基于信息技術(shù)的組織管理方案。基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)軟件、硬件、存儲和電信等技術(shù)為核心的人/機(jī)系統(tǒng)。（二）信息系統(tǒng)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息工程（InformationEngineering，IE）是美國著名的管理與信息技術(shù)專家詹姆斯·馬?。↗amesMartin）在20世紀(jì)80年代初提出的建立“計(jì)算機(jī)化企業(yè)”的理論和方法。由我國著名信息化專家高復(fù)先教授于1986年率先在國內(nèi)引入并結(jié)合實(shí)際進(jìn)行研究和推廣，強(qiáng)調(diào)信息工程中數(shù)據(jù)環(huán)境集成的重要性，信息化的關(guān)鍵在于建立“以數(shù)據(jù)為中心”和“數(shù)據(jù)穩(wěn)定性”為基本原理的總體數(shù)據(jù)規(guī)劃。信息工程作為一門學(xué)科理論，是以信息工程方法論作為理論指導(dǎo)，是以當(dāng)代的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，多技術(shù)、多學(xué)科的綜合，范圍廣泛，，目標(biāo)是建立計(jì)算化的企業(yè)管理系統(tǒng)。（三）信息工程二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念信息產(chǎn)業(yè)一般指以信息為資源，信息技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行信息資源的研究、開發(fā)和應(yīng)用，有及對信息進(jìn)行收集、生產(chǎn)、處理、傳遞、存儲和經(jīng)營活動，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會進(jìn)步提供有效服務(wù)的綜合性的生產(chǎn)和經(jīng)營活動的行業(yè)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，一般都把信息當(dāng)作社會生產(chǎn)力發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，把信息產(chǎn)業(yè)作為國家產(chǎn)業(yè)核心的新興產(chǎn)業(yè)群，稱為第四產(chǎn)業(yè)。（四）信息產(chǎn)業(yè)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念

我國對信息產(chǎn)業(yè)分類沒有統(tǒng)一模式，一般可認(rèn)為包括七個方面：一是微電子產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售；二是電子計(jì)算機(jī)，終端設(shè)備及其配套的各種軟件、硬件的開發(fā)、研究和銷售；三是各種信息材料產(chǎn)業(yè)；四是信息服務(wù)業(yè)，包括信息數(shù)據(jù)、檢索、查詢、商務(wù)咨詢；五是通訊業(yè)，包括電腦、衛(wèi)星通信訊、電報、電話、郵政等；六是與各種制造業(yè)有關(guān)的信息技術(shù)；七是大眾傳播媒介的娛樂節(jié)目及圖書情報等。（四）信息產(chǎn)業(yè)二、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)與信息工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念所謂信息化，是指社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)從以物質(zhì)與能量為重心，向以信息與知識為重心的轉(zhuǎn)變。信息化涉及國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域，它的意義不僅限于技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)發(fā)展，信息化正逐步上升成為推動世界經(jīng)濟(jì)和社會全面發(fā)展的關(guān)鍵因素，成為人類進(jìn)步的標(biāo)志。通常習(xí)慣用信息產(chǎn)業(yè)部門所制造的收入在國民生產(chǎn)總值中所占的比重和信息從業(yè)者占就業(yè)人口的比例作為衡量社會信息化程度的指標(biāo)。（五）信息化三、電子信息技術(shù)與電子信息系統(tǒng)工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念三、電子信息技術(shù)與電子信息系統(tǒng)工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念電子信息技術(shù)。指以電子系統(tǒng)為載體表示、獲取、處理、存儲、傳輸信息等的一門綜合性、交叉性等前沿技術(shù)。電子信息系統(tǒng)。指通過電子技術(shù)及信息科學(xué)、通信技術(shù)等，用一個或多個技術(shù)支撐的電子系統(tǒng)構(gòu)建成的以信號加工處理或信息傳輸?shù)葢?yīng)用為對象的系統(tǒng)。三、電子信息技術(shù)與電子信息系統(tǒng)工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念控制采集傳感器信號預(yù)處理電路數(shù)據(jù)采集和計(jì)算機(jī)處理器數(shù)模轉(zhuǎn)換信號恢復(fù)顯示自然界物質(zhì)運(yùn)動系統(tǒng)電子信息系統(tǒng)框圖三、電子信息技術(shù)與電子信息系統(tǒng)工程電子、信息與電子信息系統(tǒng)工程基本概念電子信息工程。電子信息工程是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)和支柱之一。它以電路與系統(tǒng)、信號與信息處理、電磁場與微波、計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)等理念為基礎(chǔ)，研究各種信息（如語音、文字、圖像、雷達(dá)、遙感信息等）的處理、交換及無線、電纜、光纜等傳輸?shù)母鞣N電子與信息系統(tǒng)。系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用第三節(jié)系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用

電子信息處理系統(tǒng)的組成：自然界原始物質(zhì)運(yùn)動參數(shù)的檢測系統(tǒng)傳感器信號調(diào)理器標(biāo)準(zhǔn)儀器放大器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集器數(shù)字信號處理和數(shù)字控制處理器數(shù)字顯示系統(tǒng)和控制信號輸出與控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用電子信息處理系統(tǒng)是由電子電路與計(jì)算機(jī)處理組合成的復(fù)合系統(tǒng)，其中參數(shù)檢測和輸出執(zhí)行是典型的電子電路系統(tǒng)，信號處理與控制處理是典型的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。根據(jù)電子信息系統(tǒng)本身的性質(zhì)，可以分為：線性和非線性系統(tǒng)時變和時不變系統(tǒng)即時與動態(tài)系統(tǒng)連續(xù)與離散系統(tǒng)集總參數(shù)與分布參數(shù)系統(tǒng)確定性與隨機(jī)系統(tǒng)一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用系統(tǒng)分析的重點(diǎn)是分析系統(tǒng)特性。系統(tǒng)特性是指系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系，系統(tǒng)特性主要包括行為特性和參數(shù)特性。系統(tǒng)分析是對電子系統(tǒng)進(jìn)行的抽象分析，并不是具體的實(shí)現(xiàn)方法。一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用 1.激勵與響應(yīng)的概念：激勵是指外部對系統(tǒng)的輸入信號。響應(yīng)是系統(tǒng)在外部輸入信號激勵下形成的輸出信號或系統(tǒng)狀態(tài)。（一）系統(tǒng)分析的基本概念一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用2.線性時不變系統(tǒng)線性系統(tǒng)：滿足疊加原理的系統(tǒng)具有線性特性。即若對兩個激勵x1(t)和x2(t)有

F[ax1(t)+bx2(t)]=aF[x1(t)]+bF[x2(t)]

式中a、b為任意常數(shù)。不滿足上述關(guān)系的為非線性系統(tǒng)。時不變系統(tǒng)：就是系統(tǒng)的參數(shù)不隨時間而變化，其特點(diǎn)是輸出僅與輸入有關(guān)，與輸入施加的時刻無關(guān)。

用數(shù)學(xué)表示為

F[x(t)]=y(t)

則

F[x(t-t0)]=y(t-t0)

這說明函數(shù)

先移位后進(jìn)行變換與它先進(jìn)行變換后再移位是等效的。線性時不變系統(tǒng)：既滿足線性，又具有時不變特性的系統(tǒng)叫做線性時不變系統(tǒng)，簡稱LTI系統(tǒng)。（一）系統(tǒng)分析的基本概念一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用線性時不變系統(tǒng)的基本特征是系統(tǒng)滿足線性疊加原理，系統(tǒng)的參數(shù)是常數(shù)。LTI系統(tǒng)的基本描述方法就是線性常系數(shù)微分方程、單位沖激響應(yīng)和卷積積分。上述兩式適用于電路元件，全部由LTI元件組成的系統(tǒng)是LTI系統(tǒng)，但非線性元件組成的系統(tǒng)不一定是非線性系統(tǒng)。（一）系統(tǒng)分析的基本概念一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用系統(tǒng)描述也稱為系統(tǒng)建模，是對系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)。所謂系統(tǒng)的建模，就是用數(shù)學(xué)表達(dá)式反映系統(tǒng)輸入輸出之間的關(guān)系。描述系統(tǒng)輸入、輸出關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式叫做系統(tǒng)方程。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用模型化分析方法它是將實(shí)際的物理系統(tǒng)抽象為用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述的電路模型（用理想化的電路元件符號表示），然后應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析，對所得到的結(jié)果做出物理解釋，賦予物理意義，即經(jīng)過數(shù)學(xué)解析后再回到物理實(shí)際。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用在工程實(shí)際中，系統(tǒng)分析的目的是要解決如下問題：元器件和電路所具有的功能；元器件和電路的性能指標(biāo)；元器件和電路的指標(biāo)調(diào)整方法。解決上述問題的基礎(chǔ)，就是建立正確的電子系統(tǒng)的模型。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析1.系統(tǒng)中的模型概念一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用模型，就是對研究對象的描述。物理描述數(shù)學(xué)描述模型提供了電子系統(tǒng)地分析基礎(chǔ)。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析1.系統(tǒng)中的模型概念一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用系統(tǒng)時域描述。系統(tǒng)的頻域描述方法。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析2.系統(tǒng)的描述方法一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用

系統(tǒng)建模包括系統(tǒng)、電路和器件的建模。所謂建模，就是建立所分析對象的物理模型和分析模型。物理模型用來突出電子系統(tǒng)的物理特征，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能實(shí)現(xiàn)方法、參數(shù)對系統(tǒng)的影響等。分析模型則是根據(jù)物理模型對電子系統(tǒng)分析所得到的結(jié)構(gòu)，即利用相應(yīng)的物理定律和數(shù)學(xué)方法所建立的電路描述結(jié)果。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析3.電子系統(tǒng)建模一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用

模型化分析方法可能會降低一些精度，然而它能反映出系統(tǒng)和電路的本質(zhì)特征，因而有利于更快、更好地了解和分析電路和系統(tǒng)的特性。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析4.模型化分析方法一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用約束條件。

電路模型建立與分析。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析5.電路模型分析性質(zhì)約束條件使用場合物理溫度所有場合濕度需要考慮環(huán)境濕度，例如工程、庫房等功率損耗所有場合震動會出現(xiàn)顛簸的場合，例如車載設(shè)備、機(jī)載設(shè)備等支撐強(qiáng)度會出現(xiàn)震動或許要承受壓力的場合，體積對使用環(huán)境提出限制的場合重量對重量有特殊要求或便攜設(shè)備單方向尺寸對外觀尺寸有限制的場合使用壽命所有應(yīng)用領(lǐng)域光照使用光敏感器件的場合雷電戶外設(shè)備或具有天線的設(shè)備工作方式設(shè)計(jì)要求連續(xù)或間斷的場合性質(zhì)約束條件使用場合化學(xué)腐蝕化工設(shè)備中的電子系統(tǒng)、汽車電子氣體所有氣敏傳感器或有腐蝕性氣體的場合信號頻率所有電路應(yīng)用領(lǐng)域信號電壓所有電路應(yīng)用領(lǐng)域輸出驅(qū)動所有電路應(yīng)用領(lǐng)域電源波動所有電路應(yīng)用領(lǐng)域波形指定波形要求的場合線性模擬電路時變所有電路應(yīng)用領(lǐng)域連續(xù)工作一般電子系統(tǒng)斷續(xù)工作特殊要求場合一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用電路的基本約束條件線性時不變條件。溫度條件。頻率條件。功率條件。靜態(tài)工作條件（二）系統(tǒng)建模與模型化分析有關(guān)電路或電子系統(tǒng)的建模與分析方法可以歸納為如下幾個方面：一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用模型的基本描述方法電路模型等效電路模型二端口網(wǎng)絡(luò)分析模型分析模型（二）系統(tǒng)建模與模型化分析有關(guān)電路或電子系統(tǒng)的建模與分析方法可以歸納為如下幾個方面：一、系統(tǒng)分析系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用電路的仿真模型隨著仿真工具的發(fā)展，仿真已經(jīng)成為現(xiàn)代電子技術(shù)的基本分析和設(shè)計(jì)方法。仿真模型具有如下兩個特點(diǎn)：在所選擇的元件模型基礎(chǔ)上，可以對電路的真實(shí)特性進(jìn)行仿真。如果使用理想元件描述建立仿真模型，則對電路進(jìn)行的仿真就是無約束條件仿真。（二）系統(tǒng)建模與模型化分析有關(guān)電路或電子系統(tǒng)的建模與分析方法可以歸納為如下幾個方面：二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)大多是數(shù)字系統(tǒng)，它一般是有兩部分組成：系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的信號處理算法。信息系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)包括非電量的轉(zhuǎn)換、信號的預(yù)處理、信號的數(shù)字與采集、數(shù)模轉(zhuǎn)換和平滑、反饋控制與信息顯示等。計(jì)算機(jī)信息處理部分主要實(shí)現(xiàn)各種信息處理算法，它包括信號分析、數(shù)字濾波、信號的壓縮和解壓縮等內(nèi)容組成。電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)總框圖設(shè)計(jì)子系統(tǒng)性能分析子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試整機(jī)調(diào)試整機(jī)測試與評估結(jié)束二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用EDA是電子設(shè)計(jì)自動化（ElectronicDesignAutomation）的英文縮寫，涵蓋電子線路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用EDA工具的主要作用驗(yàn)證電路方案設(shè)計(jì)的正確性電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)EDA技術(shù)中的溫度分析和統(tǒng)計(jì)分析功能包括：對不同的容差特性進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的跟蹤分析（蒙特卡洛分析）；單獨(dú)分析每一個器件容差對電路的影響量（靈敏度分析）；分析全體器件容差對電路性能的最大量（最壞情況分析）。實(shí)現(xiàn)電路特性的仿真測試計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)建模與計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用幾種常用的EDA軟件：1）ORCAD10.2與ORCADCaptureCIS2）Altium公司與Protel系列產(chǎn)品3）電路設(shè)計(jì)軟件EWB與Multisim4）系統(tǒng)模擬軟件SystemView5）MATLAB及Simulink

6）虛擬儀器技術(shù)的軟件LabVIEW計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具電子信息工程的數(shù)學(xué)工具第四節(jié)電子信息工程的數(shù)學(xué)工具數(shù)學(xué)是所有科學(xué)研究的有力工具，數(shù)學(xué)是科學(xué)的皇冠，在電子信息工程的研究與應(yīng)用中，數(shù)學(xué)工具占有十分重要的地位。在電子信息工程的研究與應(yīng)用中，數(shù)學(xué)工具的最大作用就是對物理現(xiàn)象進(jìn)行分析，以及對有關(guān)的電子元器件、電路和系統(tǒng)進(jìn)行建模。數(shù)學(xué)是電子信息工程研究非常有效的檢驗(yàn)工具。一、數(shù)學(xué)分析電子信息工程的數(shù)學(xué)工具一、數(shù)學(xué)分析電子信息工程的數(shù)學(xué)工具數(shù)學(xué)分析提供了曲線與函數(shù)的概念和分析方法。曲線與函數(shù)提供了函數(shù)圖形描述和參數(shù)形態(tài)估計(jì)的概念。曲線與函數(shù)一、數(shù)學(xué)分析電子信息工程的數(shù)學(xué)工具極限是對“趨近但不達(dá)到的”問題的數(shù)學(xué)描述。在數(shù)學(xué)分析中，用函數(shù)的方法給出了極限的定義和概念，進(jìn)而為微積分分析提供了理論基礎(chǔ)。電子信息工程和應(yīng)用電子技術(shù)的研究中，經(jīng)常要用到極限分析的概念和方法。在數(shù)學(xué)分析中，還經(jīng)常利用極限的概念和方法計(jì)算無窮級數(shù)的和，這對于電子信息工程的研究與分析來說，是一種重要的研究和分析方法。極限一、數(shù)學(xué)分析電子信息工程的數(shù)學(xué)工具導(dǎo)數(shù)與微分包括導(dǎo)數(shù)概念及運(yùn)算法則與導(dǎo)數(shù)計(jì)算，微分的定義及運(yùn)算，高階導(dǎo)數(shù)與高階微分。導(dǎo)數(shù)與微分是建立數(shù)學(xué)模型和分析數(shù)學(xué)模型的兩個重要的概念和方法。利用導(dǎo)數(shù)與微分的方法，可以根據(jù)物理電學(xué)定律建立起電子元器件、電路和電子系統(tǒng)的動力學(xué)方程。導(dǎo)數(shù)與微分一、數(shù)學(xué)分析電子信息工程的數(shù)學(xué)工具積分在電子信息工程技術(shù)的研究和應(yīng)用中有兩個作用：一個是提供微分方程求解工具，另一個則根據(jù)物理定律直接建立有關(guān)電子元器件、電路和電子系統(tǒng)等的積分模型。積分一、數(shù)學(xué)分析電子信息工程的數(shù)學(xué)工具級數(shù)理論主要討論級數(shù)的收斂、求和、展開以及有關(guān)的概念、性質(zhì)、基本定理及其判別方法，包括：數(shù)項(xiàng)級數(shù)函數(shù)項(xiàng)級數(shù)冪級數(shù)傅立葉級數(shù)級數(shù)一、數(shù)學(xué)分析電子信息工程的數(shù)學(xué)工具數(shù)學(xué)分析主要介紹了以下內(nèi)容：1.曲線與函數(shù)2.極限3.導(dǎo)數(shù)與微分４.積分5.級數(shù)二、微分方程電子信息工程的數(shù)學(xué)工具二、微分方程微分方程理論包括有關(guān)微分方程的分類與求解方法。主要包括：線性常系數(shù)微分方程非線性微分方程偏微分方程微分方程描述的是電子元器件、電路和電子系統(tǒng)的基本行為特性。二、微分方程電子信息工程的數(shù)學(xué)工具線性常系數(shù)微分方程的一般形式是線性常系數(shù)微分方程的特點(diǎn)是所有的系數(shù)均為常數(shù)，變量之間線性無關(guān)。線性常系數(shù)微分方程是描述電子元器件、電路和電子系統(tǒng)最常用的方法。線性常系數(shù)微分方程二、微分方程電子信息工程的數(shù)學(xué)工具偏微分方程也叫數(shù)學(xué)物理方程，是描述物理電磁現(xiàn)象的重要工具，同時，偏微分方程也是描述許多物理現(xiàn)象的有力工具。最常用的是常系數(shù)偏微分方程，包括：橢圓方程拋物線方程圓形方程偏微分方程三、線性代數(shù)電子信息工程的數(shù)學(xué)工具三、線性代數(shù)線性代數(shù)是討論矩陣?yán)碚?，與矩陣結(jié)合的有限維向量空間及其線性變換理論一門科學(xué)。在電子信息工程的研究中，由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具已經(jīng)成為基本的分析和研究工具。因此，線性代數(shù)提供的矩陣計(jì)算的基本理論和方法，對于以計(jì)算機(jī)仿真為主的電子信息工程來說，是一個相當(dāng)重要的數(shù)學(xué)工具。三、線性代數(shù)電子信息工程的數(shù)學(xué)工具矩陣是線性代數(shù)最基本的內(nèi)容，線性代數(shù)其它內(nèi)容的學(xué)習(xí)都離不開矩陣。矩陣可以用來對電子元器件、電路和電子系統(tǒng)進(jìn)行描述。矩陣三、線性代數(shù)電子信息工程的數(shù)學(xué)工具矩陣是線性代數(shù)最基本的內(nèi)容，線性代數(shù)其它內(nèi)容的學(xué)習(xí)都離不開矩陣。矩陣可以用來對電子元器件、電路和電子系統(tǒng)進(jìn)行描述。線性代數(shù)提供的矩陣?yán)碚摚貏e是有關(guān)矩陣方程求解的理論與方法，是電子信息工程中的電路求解及系統(tǒng)分析的有力工具。線性方程的求解三、線性代數(shù)電子信息工程的數(shù)學(xué)工具向量、矩陣及線性方程組一起構(gòu)成了線性代數(shù)最基本的內(nèi)容線性代數(shù)所討論的向量空間的基本理論是解析幾何中平面V2，空間V3的推廣。線性代數(shù)所研究的線性空間，是CAD和EDA各種算法的基礎(chǔ)。向量空間四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具四、積分變換

積分變換屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個分支，是工科類及應(yīng)用理科類有關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，主要分析傅立葉變換與拉普拉斯變換的基本概念與方法。四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具設(shè)有時間函數(shù)x(t)定義在t≥0區(qū)間內(nèi)，其中t為時間，則x(t)的拉普拉斯變換定義為

式中，s=δ+jω，為復(fù)頻率。拉普拉斯變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具把時間函數(shù)變換為復(fù)頻域函數(shù)，叫做拉普拉斯變換，變換的結(jié)果X(s)叫做原時間函數(shù)的像函數(shù)。反之，把像函數(shù)還原為時間函數(shù)，叫做拉普拉斯的反變換。線性非時變系統(tǒng)（LTI）輸入、輸出像函數(shù)的比值，叫做系統(tǒng)函數(shù)，也叫做LTI系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是分析LTI系統(tǒng)的基本數(shù)學(xué)模型，有

式中，Y(s)是系統(tǒng)輸出像函數(shù)；X(s)是系統(tǒng)的輸入像函數(shù)。拉普拉斯變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具傅立葉變換是重要的信號與系統(tǒng)頻域分析方法。在數(shù)學(xué)理論中，如果函數(shù)x(t)滿足狄利赫里收斂條件：（1）在任何周期內(nèi)，x(t)絕對可積，即（2）在任何有限區(qū)間內(nèi)，x(t)具有有限個最大值和最小值。（3）在任何有限區(qū)間內(nèi)，x(t)

具有有限個不連續(xù)點(diǎn)，并且每個不連續(xù)點(diǎn)都必須是有限值，則

x(t)

可以用無窮多個不同頻率的正弦信號的疊加來表示。傅立葉變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具設(shè)函數(shù)x(t)在t∈±∞內(nèi)有意義，則傅立葉變換對定義如下

式中，ω稱為角頻率。傅立葉變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具傅立葉變換的條件是系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，也就是說系統(tǒng)進(jìn)入了某種穩(wěn)定狀態(tài)，沒有突變發(fā)生。這時，在傅立葉變換結(jié)果中令s=jω。傅立葉變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具Z變換用于離散時間信號（或序列）在Z域中的表示。同樣，Z變換將差分方程轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，簡化了離散時間系統(tǒng)地分析。設(shè)x[n]是一個離散序列，x[n]的Z變換X(z)定義為 1.4.12

式中，變量z一般是極坐標(biāo)形式的復(fù)數(shù)，即

式中，r是z的幅度；Ω是z的角度。Z變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具Z變換把離散時間信號映射到坐標(biāo)平面中，這是一個復(fù)平面，叫做Z平面。Z變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具式1.4.12中定義的Z變換常稱為雙邊Z變換。單邊Z變換定義為

1.4.14

由式（1.4.14）可知，如果n<0時，x[n]=0。則雙邊Z變換和單邊Z變換等效。Z變換四、積分變換電子信息工程的數(shù)學(xué)工具與拉普拉斯情況相同，式（1.4.14）實(shí)際上是把離散序列x[n]變?yōu)檫B續(xù)函數(shù)X(z)的算子，用符號表示就是

X(z)=Z{x[n]}1.4.15

稱x[n]和X(z)為Z變換對，表示為

x[n]?X(z)1.4.16Z變換五、復(fù)變函數(shù)電子信息工程的數(shù)學(xué)工具五、復(fù)變函數(shù)以復(fù)數(shù)作為自變量的函數(shù)就叫做復(fù)變函數(shù)，而與之相關(guān)的理論就是復(fù)變函數(shù)論。解析函數(shù)是復(fù)變函數(shù)中一類具有解析性質(zhì)的函數(shù)，復(fù)變函數(shù)論主要就研究復(fù)數(shù)域上的解析函數(shù)，復(fù)變函數(shù)論主要包括單值解析函數(shù)理論、黎曼曲面理論、幾何函數(shù)論、留數(shù)理論、廣義解析函數(shù)等方面的內(nèi)容。五、復(fù)變函數(shù)對于電子元器件、電路和電子系統(tǒng)來說，其基本物理量可以看成隨時間變化的函數(shù)，也可以看成是隨頻率變化的函數(shù)，這使得電子元器件、電路和系統(tǒng)的基本特征可以用頻率特性描述。復(fù)變函數(shù)提供的理論和方法，還是分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要工具。六、數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論電子信息工程的數(shù)學(xué)工具六、數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論在自然界和現(xiàn)實(shí)生活中，一些事物都是相互聯(lián)系和不斷發(fā)展的。一些事物可以分成截然不同的兩大類：確定性的現(xiàn)象不確定性的現(xiàn)象不確定現(xiàn)象指事物間的關(guān)系是偶然性的，這種現(xiàn)象叫做偶然現(xiàn)象，或者叫做隨機(jī)現(xiàn)象。概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)就是研究大量同類隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的數(shù)學(xué)學(xué)科。為那些無法用確定性函數(shù)關(guān)系描述的物理現(xiàn)象提供了數(shù)學(xué)分析方法和工具。六、數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論電子信息工程的數(shù)學(xué)工具概率論的起源是博弈論，用來描述那些無法確定的變量狀態(tài)或變量之間的關(guān)系。概率論所研究的內(nèi)容一般包括隨機(jī)事件的概率、統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性和更深層次上的規(guī)律性。概率是隨機(jī)事件發(fā)生的可能性的數(shù)量指標(biāo)。概率論在電子信息工程的研究與應(yīng)用中，是分析特殊問題的重要工具。概率論的基本概念六、數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論電子信息工程的數(shù)學(xué)工具數(shù)理統(tǒng)計(jì)包括抽樣、適線問題、假設(shè)檢驗(yàn)、方差分析、相關(guān)分析等內(nèi)容。抽樣檢驗(yàn)是要通過對子樣的調(diào)查，來推斷總體的情況。數(shù)理統(tǒng)計(jì)是物理學(xué)研究中的重要工具，也是電子信息工程研究的重要工具。數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念七、場論電子信息工程的數(shù)學(xué)工具七、場論場論的主要內(nèi)容有：矢量分析、場論、哈米爾頓算子、梯度、散度、旋度與調(diào)和量在正交曲線坐標(biāo)系中的表示式等。其基本作用用來分析電子元器件、電子材料及半導(dǎo)體材料和電子系統(tǒng)的物理電磁結(jié)構(gòu)和特征。場論主要是提供分析電磁場、電磁波的模型和概念。七、場論電子信息工程的數(shù)學(xué)工具基本場量，是指描述場的基本變量。根據(jù)基本場量的性質(zhì)，場論中把場分為兩種類型：標(biāo)量場：所謂標(biāo)量場，是指基本場量為標(biāo)量的場。矢量場：所謂矢量場，是指基本場量是矢量的場。基本場量的概念七、場論電子信息工程的數(shù)學(xué)工具場分析的基本方法是數(shù)學(xué)物理方程，也就是偏微分方程。場分析的目的是得到基本場量的分布特征，通過對場分布的分析，為其他的分析和計(jì)算提供基本數(shù)據(jù)。利用場論中的梯度、散度和旋度，可以確定電子元器件及其周圍空間的電磁能量狀態(tài)，以作為電子元器件和電子系統(tǒng)分析的基本依據(jù)場分析的基本方法七、場論電子信息工程的數(shù)學(xué)工具場分析中的一個重要任務(wù)是確定邊界條件和初始條件。目前大多數(shù)情況下使用計(jì)算機(jī)數(shù)值分析求解的方法計(jì)算場分布。只有在極少數(shù)情況下或經(jīng)過近似計(jì)算后可以得到與坐標(biāo)面相吻合的邊界形狀時，才能通過解析的方法得到場分布的解析解。邊界條件與初始條件電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展第五節(jié)電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展電子信息技術(shù)是不斷發(fā)展的高、新科學(xué)技術(shù)，電子信息技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、政府行政管理、社會生活服務(wù)、國防建設(shè)等各個領(lǐng)域得到廣泛的推廣和應(yīng)用，全社會計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及水平逐步提高，電子信息技術(shù)應(yīng)用已從單項(xiàng)應(yīng)用向集成化、綜合化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。電子信息技術(shù)已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)和社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展電子信息技術(shù)在迅速地滲入家庭生活中。在工業(yè)中，人們使用各種電子信息自動化裝置或系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備和過程的自動化。在交通運(yùn)輸中，出現(xiàn)了智能交通系統(tǒng)。21世紀(jì)的汽車工業(yè)進(jìn)入一個由電子信息技術(shù)革命帶來巨大變化的新時代。在辦公室，電子政務(wù)開始向更高層次發(fā)展。一、電子信息技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展一、電子信息技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用人類社會一直從自然界獲取、分析、處理、交換、傳遞和利用信息。通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信號處理技術(shù)構(gòu)成了信息科學(xué)的3大支柱。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)數(shù)字化可以更好的融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，使信息更快地集中、更有效的利用，數(shù)字化的成果更便于存儲、復(fù)制和傳播。一、電子信息技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)的中文名稱是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，中國電信將“窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)”(N-ISDN)俗稱為“一線通”?！耙痪€通”能夠向用戶提供三大類業(yè)務(wù)：承載業(yè)務(wù)(與用戶終端類型無關(guān)，如電路交換的承載業(yè)務(wù)和分組交換的承載業(yè)務(wù)等);用戶終端業(yè)務(wù)(如數(shù)字電話、四類傳真、數(shù)據(jù)通信、視頻通信等);豐富的補(bǔ)充業(yè)務(wù)(如主/被叫用戶號碼識別顯示/限制、呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移、多用戶號碼、子地址、三方通信等)?！耙痪€通”一、電子信息技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展ISDN有以下一些特點(diǎn)：通信業(yè)務(wù)的綜合化實(shí)現(xiàn)高可靠性、高質(zhì)量的通信通過“一線通”可以以64kb/s或128kb/s的速率使用Internet網(wǎng)“一線通”還可以提供豐富的附加功能價格適宜使用靈活方便運(yùn)用前景廣闊“一線通”一、電子信息技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展IP電話是按國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)內(nèi)容開通的電話業(yè)務(wù)，中文翻譯為網(wǎng)絡(luò)電話或互聯(lián)網(wǎng)電話，簡單來說就是通過Internet網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時的語音傳輸服務(wù)。它是利用國際互聯(lián)網(wǎng)Internet為語音傳輸?shù)拿浇?，從而?shí)現(xiàn)語音通信的一種全新的通信技術(shù)。最初的IP電話是個人計(jì)算機(jī)與個人計(jì)算機(jī)之間的通話。目前，國際上許多大的電信公司又推出了普通電話與普通電話之間的通話。IP電話二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用汽車電子控制技術(shù)已成為衡量現(xiàn)代汽車發(fā)展水平的重要標(biāo)志。按照對汽車行駛性能作用的影響劃分，可以把汽車電子產(chǎn)品歸納為兩類：汽車電子控制裝置車載汽車電子裝置二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用汽車電子技術(shù)的應(yīng)用將使汽車發(fā)生以下主要變化：汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)還將發(fā)生重大的變化汽車12伏供電系統(tǒng)向42伏轉(zhuǎn)化汽車電子控制系統(tǒng)大體可分為四個部分：發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)底盤綜合控制系統(tǒng)車身電子安全系統(tǒng)信息通訊系統(tǒng)二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)（EECS）電控點(diǎn)火裝置（ESA）電控燃油噴射(EFI)廢氣再循環(huán)控制（EGR）怠速控制（ISC）電子控制技術(shù)的應(yīng)用二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展底盤綜合控制系統(tǒng)電控自動變速器（ECAT）防抱死制動系統(tǒng)（ABS）與驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR）電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)(EPS)自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)(ASS)底盤綜合控制系統(tǒng)二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展巡航控制（CruiseControl）又稱恒速行駛系統(tǒng)是讓駕駛員無需操作油門踏板就能保證汽車以某一固定的預(yù)選車速行駛的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以減輕駕駛員長途駕駛之疲勞，給駕駛帶來了很大的方便，同時也可以得到較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。巡行控制系統(tǒng)（CCS）二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)（AFS）汽車夜視系統(tǒng)（NVS）安全氣囊（SRS)碰撞警示和預(yù)防系統(tǒng)（CWAS）輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（TPWS）自動調(diào)節(jié)座椅系統(tǒng)（AAS）車身電子安全系統(tǒng)二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展汽車導(dǎo)航系統(tǒng)與定位系統(tǒng)（NTIS）語音系統(tǒng)（VS）信息系統(tǒng)（IS）通訊系統(tǒng)（CS）信息通訊系統(tǒng)二、電子信息技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展集成化智能化網(wǎng)絡(luò)化汽車電子技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢三、電子信息技術(shù)在智能交通工程中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展三、電子信息技術(shù)在智能交通工程中的應(yīng)用智能交通系統(tǒng)是在現(xiàn)有的交通狀況下，充分利用現(xiàn)代高新技術(shù)進(jìn)行合理的交通需求分配和管理，通過衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車自動引路系統(tǒng)、交通信息通信系統(tǒng)（VTCS）、視頻監(jiān)控和計(jì)算機(jī)管理等多種技術(shù)手段，將整個路網(wǎng)的通行能力迅速提高20%～40%，實(shí)現(xiàn)安全、快速、便捷運(yùn)輸目的的一種交通綜合治理方案三、電子信息技術(shù)在智能交通工程中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展閉路電視系統(tǒng)（CCTV）自交通監(jiān)控系統(tǒng)（ATSCS）交通監(jiān)控系統(tǒng)三、電子信息技術(shù)在智能交通工程中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展我國現(xiàn)行的收費(fèi)模式不停車收費(fèi)系統(tǒng)消除或避免了收費(fèi)口的擁擠和堵塞，提高了車輛通行效率，車輛通過收費(fèi)口的速度一般可達(dá)80～12Okm／h。防止了收費(fèi)口的車輛尾追、碰撞等事故發(fā)生。減少了收費(fèi)口停車、啟動產(chǎn)生的尾氣和噪音污染。堵塞了收費(fèi)漏洞，防止了舞弊現(xiàn)象和人工差錯?？晒?jié)省大量人力勞動，減輕勞動負(fù)擔(dān)。電子收費(fèi)系統(tǒng)（BTC）三、電子信息技術(shù)在智能交通工程中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)交叉道口交通信號的自動控制是一項(xiàng)成熟并應(yīng)用廣泛的技術(shù)。電腦訂票、售票系統(tǒng)站、場旅客多媒體查詢系統(tǒng)氣象檢測預(yù)報系統(tǒng)廣播系統(tǒng)交通流誘導(dǎo)控制系統(tǒng)自動信號控制系統(tǒng)四、電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展四、電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用21世紀(jì)的先進(jìn)電力系統(tǒng)技術(shù)研究開發(fā)目標(biāo)可有如下四個方面：大容量交/直流輸電技術(shù)靈活交流輸電（FACTS）技術(shù)大電網(wǎng)互聯(lián)的運(yùn)行控制技術(shù)電力系統(tǒng)分析和仿真技術(shù)不管是何種形式的電力系統(tǒng)技術(shù)，對其都有三個方面的基本要求：安全性經(jīng)濟(jì)性必要的供電質(zhì)量四、電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展FACTS是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的重要方面。FACTS技術(shù)的概念自80年代后期提出以來，有關(guān)學(xué)術(shù)研究、技術(shù)開發(fā)和工程實(shí)踐已取得大量成果。1995年以來，F(xiàn)ACTS技術(shù)的開發(fā)和工程應(yīng)用又有新的發(fā)展。我國已開始對FACTS技術(shù)進(jìn)行有系統(tǒng)的研究開發(fā)。靈活交流輸電（FACTS）技術(shù)四、電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展互聯(lián)電力系統(tǒng)低頻振蕩控制全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）在電網(wǎng)安全監(jiān)視和穩(wěn)定控制中應(yīng)用的研究防止大面積停電的控制和恢復(fù)策略的研究大電網(wǎng)互聯(lián)的運(yùn)行控制技術(shù)四、電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展電力系統(tǒng)分析技術(shù)的發(fā)展趨勢電力系統(tǒng)分析軟件技術(shù)的發(fā)展電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真與物理模擬電力系統(tǒng)分析和仿真技術(shù)五、電子信息技術(shù)在智能建筑和智能家居中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展五、電子信息技術(shù)在智能建筑和智能家居中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展一般認(rèn)為智能建筑包含三大要素：建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（也稱樓宇自動化BuildingAutomationSystem，簡稱BAS）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CommunicationNetSystem，簡稱CNS）辦公自動化系統(tǒng)（OfficeAutomationSystem，簡稱OAS）三者有機(jī)結(jié)合在一起，構(gòu)成智能建筑“3A”結(jié)構(gòu)。智能建筑五、電子信息技術(shù)在智能建筑和智能家居中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展根據(jù)功能的不同，可分為大樓設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)火警消防子系統(tǒng)公共安全子系統(tǒng)等子系統(tǒng)將建筑物或建筑群內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車庫等設(shè)備或系統(tǒng)，以集中監(jiān)視、控制和管理為目的，構(gòu)成綜合系統(tǒng)。智能建筑建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BAS）五、電子信息技術(shù)在智能建筑和智能家居中的應(yīng)用電子信息工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展電話通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)有線電視系統(tǒng)（含閉路電視系統(tǒng)）無線通信系統(tǒng)公共廣播系統(tǒng)

會議系統(tǒng)

同聲傳譯系統(tǒng)