电子信息工程概论.ppt

1 信息工程学科导论II 电气与新能源学院电子工程系 主讲 万钧力 2 一 导论 课背景二 导论 课的教学内容与教学思想三 电子信息工程专业规范 第一讲 导论课与专业规范 3 一 导论 课背景 1 学生的困惑2 当前的 导论 课状况3 电子信息科学技术的发展导致专业融合4 电子信息科学技术的学科领域交叉5 学科领域与产业的交叉6 导论 课的教学目标 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 二 导论 课的教学内容与教学思想 1 学科定位2 主要知识领域定位3 以知识领域为背景侧重介绍应用4 介绍未来的发展走向 17 18 19 20 21 22 三 电子信息科学与工程类本科专业指导性专业规范 试行 1 专业规范研制背景和指导思想2 电子信息科学与工程类专业的历史和现状3 电子信息工程的知识结构体系 23 1 专业规范研制背景和指导思想 教育部立项研究课题 2010年8月正式出版 涵盖电子信息工程 电子信息科学与技术 和通信工程两个本科指导性专业规范 为不同类型学校的相关专业建立自己的课程体系提供指导 24 2 电子信息科学与工程类专业的历史和现状 1998年电子信息工程专业在国家指导下 将原来的十一个专业合并为一个专业 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 无线电技术与信息技术 电子与信息技术 摄影测量与遥感 部分 公共安全图像技术原来由理科院校的无线电物理学 电子学与信息系统和信息与电子科学等专业调整而来的电子信息科学与技术已经淡化了理工的差别 而通信工程和 电子 信息工程的专业内涵相互交融 通信工程侧重于通信系统和网络方面的技术 电子信息工程则更侧重于信息系统方面的技术 电子信息工程与通信工程 电子信息科学与技术是紧密结合的 具有很强的共源性和相互依赖性 25 3 电子信息工程的知识结构体系 综合教育课程 通识教育课程 专业知识结构体系三个平台 26 3 电子信息工程的知识结构体系 规范了学科基础的知识领域和核心知识单元 对 电磁场与电磁波 等知识单元明确为核心知识单元 给出了相关知识领域的可选知识单元 供各校选择 对于核心知识单元给出了他们的基本知识点和可选知识点 学科基础 27 3 电子信息工程的知识结构体系 计算机知识领域 电磁场知识领域 学科基础知识结构体系 信号系统与控制知识领域 电路与电子学知识领域 电路分析基础 模拟电子技术 数字电路与数字逻辑 通信电子线路 VLSI设计基础 专用集成电路设计 信号与系统 自动控制原理 数字信号处理 随机信号处理 计算机基础 数字电路与数字逻辑 微机原理与接口技术 计算机组成原理 计算机网络 电磁场与电磁波 电磁波工程 学科基础知识结构体系 28 3 电子信息工程的知识结构体系 电路分析基础 模拟电子技术 专用集成电路设计 通信电子电路 VLSI设计基础 微波电路 数字电路与数字逻辑 电路与电子学知识领域 29 3 电子信息工程的知识结构体系 信号与系统 自动控制原理 数字信号处理 随机信号处理 信号系统与控制知识领域 信息论基础 30 3 电子信息工程的知识结构体系 电磁场与电磁波 微波网络 天线技术 电磁波工程 微波电路与器件 电磁场理论知识领域 31 3 电子信息工程的知识结构体系 计算机基础 理工科通识教育 数字电路与数字逻辑 微机原理与接口技术 操作系统 计算机组成原理 单片机与嵌入式系统 数据库 计算机网络 DSP处理器 数据结构 计算机知识领域 32 3 电子信息工程的知识结构体系 规范了学科基础实验的基本内容和可选内容 给出了最低学时要求 给出了工程设计实验的要求 应用两个以上知识单元的相关知识 设计一个具有一定功能的电子系统 要求至少3学分 给出工程设计实验的参考实例 明确创新训练为自主教育的重要组成部分 包括参加各类学科竞赛 如数学建模 电子设计竞赛 EDA竞赛 挑战杯竞赛等课外活动 实践环节 33 3 电子信息工程的知识结构体系 竞赛创新训练等 实践教育所属知识领域 实验单元或环节 技能点 实践教学知识结构体系 34 3 电子信息工程的知识结构体系 毕业设计 论文 基本规范 在毕业设计 论文 的选题要求 选题范围 选题内容 任务书毕业设计 论文 的主要环节要求 选题 开题报告 中期检查 撰写毕业设计报告 论文 评阅 答辩毕业设计 论文 相关文档 毕业设计报告 任务书 开题报告和中期检查材料 评阅和答辩材料以及成绩 毕业设计的时间和学分要求 至少为8周 学分不得低于8学分 35 3 电子信息工程的知识结构体系 给出了十二个典型的专业方向 信号与信息处理 通信工程 多媒体信息处理 雷达系统 光信息处理 测控系统 导航系统 微电子电路系统 广播电视工程 网络工程 信息安全 电子测量 对信号与信息处理和通信工程两个专业方向给出了知识体系描述 包括核心知识单元和知识点 专业方向知识体系 36 3 电子信息工程的知识结构体系 专业方向知识体系 信号与信息处理专业方向 图像处理 语音信号处理 数字信号处理器 数字信号处理 随机信号处理 信息论基础 37 思考题 根据自己对本专业的认识 结合本科人才培养方案 构建自己的专业知识结构体系 38 第二讲 专业技术与应用 一 信息技术慨述二 主要的信息技术三 信息技术应用与信息产业 39 一 信息技术慨述 1 信息科学技术的分类2 电子信息技术的内涵3 电子信息技术体系 40 1 信息科学技术的分类 一 按结构层次分类信息科学技术按结构层次可分为三大类 1 信息基础技术 主要包括新材料新能源 新器件的开发或制造技术 它是整个信息技术的基础 具体有 微电子技术 如集成电路设计 集成电路制造技术 光子技术 如光材料 光器件 光学系统的开发和制造技术光电子技术 如硅半导体材料 金属氧化物 半导体材料 砷化嫁材料的开发和利用技术 半导体光电器件的开发利用技术 41 1 信息科学技术的分类 2 信息系统技术 即有关信获取 传递 处理和控制技术 具体有 信信获取技术 如传感技术 检测技术等 信息处理技术 机算机软件和硬件技术 信息传输技术 网络通信技术 微波通信技术 卫 星通信技术 信息控制技术 如反馈控制技术 现代控制技术 3 信息应用技术 即有关信息的实际应用技术 即指信息管理 信息控制 信息决策等社会信息应用技术 如 办公自动化 企业管理自动化 电子商务 电子政务等 42 1 信息科学技术的分类 二 按应用领域分类信息科学技术按其应用领域可分为两类 即社会信息科学技术和自然信息科学技术 前者称之为管理信息系统 后者称之为工程信息系统 1 管理信息系统 管理信息系统是指根据社会信息实施科学管理的信息系统 它是管理科学 系统科学 计算机科学等组合起来的新的边缘科学 它能帮助人们实测国民经济部门或企业的运行情况 能利用过去和现在的信息 预测未来的发展或变化 能从全局出发辅助决策 能利用信息控制国民经济部门或企业的活动 帮助其实现规划目标 管理信息系统一般都由信息数据的输入 输出 传输 存储和加工 处理四部分组成 43 1 信息科学技术的分类 2 工程信息系统 工程信息系统这里指的是面对自然科学领域的工程信息系统 它是由工程科学 系统科学和计算机科学等组合构成的交叉学科 由于信息科学技术的高速发展 目前工程信息系统分支甚多 如电子信息工程 通信工程 电气工程 自动化 光电工程 生物工程 现场控制 现代检测等等 工程信息系统的发展 帮助人们更好地认识世界和改造世界 推动人类社会的进步 工程信息系统由四大部分组成 感测技术 即以传感器为感觉器官的现代检测技术 通信技术 即以计算机网络 电话 电视和卫星为通信工具的信息传输技术 处理技术 即以机算机为核心的智能信息加工处理技术 控制技术 即以控制器 调节器为执行机构的反馈自动控制技术 44 2 电子信息技术的内涵 以信息技术为灵魂的电子技术 电子技术 信息技术 以电子技术为实现方法的信息技术 具有广泛应用领域的工程技术 45 其归属 技术科学和应用科学 电子信息技术是研究开发 设计 生产 维护和管理电子信息产品和系统的理论与技术 也是工业实现信息化的技术 电子信息技术的定义 2 电子信息技术的内涵 46 2 电子信息技术的内涵 基本电子技术 信号与系统观察技术 电子测量技术 EDA技术 仿真分析与设计技术 模拟电路设计与调试 数字电路设计与调试 包括FPGA 嵌入式系统应用设计与调试 包括FPGA 数字信号处理应用设计与调试 应用算法设计与调试 IC应用设计与调试 不同应用背景下专门电子技术 47 3 电子信息技术体系 48 二 主要的信息技术 1 信息获取2 信息传输3 信息处理4 信息存储5 信息利用 49 1 信息获取 1 语音是人类使用最频繁 使用最多的交流信息的工具 语音获取使用最多 语音获取方法 获取的语音波形 50 1 信息获取 2 图像信息获取方法 光电摄像 CCD成像 红外成像 微波成像 X光医学图像等 光电摄像管 CCD成像器件 多光谱地面成像照片 X光医学图像 51 1 信息获取 3 物理参数 如温度 压力 张力 变形 流量 液体或气体 流速等 采用相应的参数传感器 广泛用于各工业 工程和国防控制系统中 温度传感器 压力传感器 流量传感器 传感器是将物理参数变成电信号 52 2 信息传输 通信系统的模型 电话 广播 电视 互联网 都是信息传输系统 也称通信系统 消息 指语音 文字 数据或图像非电信号 53 5 2 信息传输 注 广播 电视数字化后 用户可上传信息 如点播节目 但这是利用上传通道 另一通道 实现的 这不叫双工 互联网有类似情况 54 编码理论 调制理论 检测理论 详见通信工程专业教学计划 提示 信息传输的理论和技术在电子信息科学技术中占有很大比重 但有待优化 2 信息传输 55 3 信息处理 56 3 信息处理 57 3 信息处理 58 4 信息存储 59 4 5 信息利用 信息利用能力 信息无处不在 它既存在于网络 也存在于人们的周围 是否善于利用外部信息资源 对外部信息的利用效率与质量 反映了一个人的信息利用能力 它决定了一个人的发展空间与成就大小 网络时代 给信息传播和人们获取信息提供了前所未有的优越条件 网络信息检索是介绍从网络中获取信息的方法 信息利用领域 电子商务 网络经济 远程教育 远程医疗 影视制作 各类信息服务业等 60 三 信息技术应用与信息产业 1 电子信息产业及与学科之间的关系2 信号与信息处理技术的主要应用领域3 信息处理的应用举例4 工业信息化的重点行业5 电子信息产业是吸纳就业的重要行业 61 计算机硬件 曙光超级计算机 笔记本电脑 微电子产业 半导体材料 集成电路 集成电路生产装备 固定通信 移动通信 软件产业 通用软件 专业软件 互联网产品 数字家电产业 光电子产业 电视机 摄相机 DVD播放机 光网络 光纤光缆 光设备 光存储介质 激光照明 路由器 交换机 网卡 调制解调器 集线器 信息服务业 通信产业 卫星通信 微波通信 信息检索 电子商务和娱乐等 1 电子信息产业及与学科之间的关系 一 产业分类 62 二 产业与学科的对应关系 学科 产业 对应 1 电子信息产业及与学科之间的关系 63 2 信号与信息处理技术的主要应用领域 64 3 信息处理的应用举例 语音信息处理 语音识别与理解等文字理解 手写识别 机器翻译等中文信息处理 中文语音识别 语音控制打印机 机器主持等音乐信息处理 音视音乐编辑 音乐压缩等视觉信息处理 机器视觉 战场监视等雷达信息处理 目标检测与自动目标识别多媒体信息处理 多媒体视 听 触机器人系统等 65 内含信息处理的设备 依次为歼10 神六发射过程 月球车 GPS定位装置 医用CT 潜水艇 手机 摄象机和数码相机 66 信息化重点行业 4 工业信息化的重点行业 大大提高机床的效能 加工结构复杂 精度要求高的零件 每台汽车电子产品占汽车成本的比例 高档轿车将达到50 含硬件 嵌入式软件平台等 智能仪表 化工测量分析软件 生产执行动态信息网络等有机组合 构成智能化生产整体 在线检测仪表 人工智能 机器人 综合管理控制进一步实现全工序无人化自动化生产 电子信息技术 67 电子信息技术 4 工业信息化的重点行业 68 5 电子信息产业是吸纳就业的重要行业 随着国民经济和社会信息化水平的逐步提高 电子信息产业对促进就业贡献日益突出 2008年新增就业约55万人 占全国城镇新增就业人数的1 20 69 思考题 列出两项具体的电子信息技术说明该技术的基本内容及其应用 70 第三讲专业知识与课程 一 电子系统的信号二 信息处理三 专业课 71 一 电子系统的信号 1 信号与信息广义地说 信息就是消息 信号是信息的载体 信息是消息的内容与本质 信息是传输或处理的对象 是包含在信号中的内容或意义 是对信号的不确定性的度量 听到的声音 看到的景象 照片 表格 文本 闻到的气味 承受的压力 测量到的身高 血压 地震仪记录的波形等等 都可称为信号电子方式的信号容易产生 存储 处理 变换 传输 控制与显示等 72 我们常见的信号包括 测量或记录的数据 波形 图像 文本 图形 声音 视频 以及人工由计算机等产生的数据 图像等 当把它们表示成二进制的0 1数码时 又可直接称为信息 因此就处理 加工而言 信号与信息的传统概念可以用广义的信息概念代替 一切物理的和非物理的 自然的与人工的 精神的与物质的领域都普遍存在着上述定义下的信号或信息 在不需要特别区分时 信息都可泛指来自于各种器件 电路 传感器 仪器 系统 计算机 互连网络等的输出 信号的物理意义信号是反映 或载有 信息的各种物理量 例如 语音信号是时间变量t的函数 静态图象是空间位置 的函数信号随自变量变化的函数曲线 曲面称为信号的波形 1 信号与信息 73 利用不同波长的电磁波与物体的相互作用不同的特性 可获得各种各样的关于对象的多种物理现象的信号 通过分析这些信号可以获得关于对象的更深刻的信息 这就是为什么广泛使用电子电路 电子传感器来探测信号的主要原因 例如 无线电广播使用传输较远 波长较长的电磁波 X光穿透能力强 常用来做医学透视 工业探伤 行李安全检查等 可见光是图像传感器使用的波段 军事上常利用发热物体辐射红外波的特性来探测军事目标 1cm 100cm的电磁波具有很好的传输特性 具有全天时全天候探测的能力 广泛使用在雷达系统中 2 电磁波信号 74 雷电 无线广播 移动通信 移动电视 电视广播 雷达辐射 卫星广播 微波炉 电磁环境 我们生活在电磁波的世界 75 铜线 电缆 波导的使用已越来越少 仅限于功率信号传送 大量使用光纤 电磁波与通信的关系 76 3 听觉信号 语音 语音是人类发音器官发出的具有区别意义功能的声音 它是直接地记录思维活动的符号体系 是语言交际工具的声音形式 图5 6语音信号时域波形及其频谱 77 4 视觉信号 图像 视觉是人类感知信息的重要手段 图像是视觉的基础 人类感知的信息大约80 是通过视觉图像获得的 因此 图像历来成为心理学 生理学 物理学 电子科学 信息科学和计算机科学等诸多领域内的学者们研究视觉感知的有效工具 不管是小到纳米级的生物分子结构检测 还是大如星球的天文图像的超光谱分析 不管是记录子弹穿越玻璃的超高速摄影 还是模拟缓慢的环境变化过程 不管是直观的自然景象照相 还是抽象的思维脑成象模拟 不管是日常的照相 电视 还是尖端技术的深空探测领域 等等 都与数字图像处理密切相关 78 左边是嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像 右边是第一幅月面图像的飞行效果图 第一幅月面图像就是我们对月球的直观感受和初步认识 4 视觉信号 图像 79 绘图 照片 视频图像 电视电影 图像的多种形式 4 视觉信号 图像 80 数字图像 Image 把连续空间的图像 在坐标空间和性质空间都进行离散化 便于计算机进行加工处理 这种离散化的图像就是数字图像 相对于数字图像 其它的图像都认为是模拟图像 数字图像是模拟图像在计算机中的表现形式 两者之间可以转换 例如 模拟图像 数字图像 数字图像 模拟图像 扫描仪 打印机 4 视觉信号 图像 81 数字图像与模拟图像相比 有以下几个方面的特点 灵活性方面 对模拟图像处理 只能进行简单的放大 缩小等 而数字图像的处理方式非常精确 灵活 可以进行变形 改变亮度 色度 添加滤镜等效果 传输性方面 模拟图像以实物为载体 传输相对困难 而数字图像以数字信息为载体 传输相对较快 再现性方面 模拟图像不易保存 时间长了会有所变化 而数字图像不会因为保存 传输或复制而产生图像质量上的变化 观看性方面 数字图像必须借助播放设备才能观看 有些模拟图像需要借助播放设备才能观看 如录像带 电影片等 有些不需要借助播放设备就能直接观看 如课本上的图像 照片等 能直接观看 4 视觉信号 图像 82 一 计算机操作的是二进制数码信号 二进制数码的信号波形 二 只有数字信号才能精确表示物理量 模拟万用表 模拟量根据表的指针读数 一般只能精确到三位数 数字万用表 二进制数字可表示物理量所要求的精度 目前可精确到10位数以上 对应采用32位二进制数码表示一个数值 逻辑电路有两个状态 分别对应 1 和 0 计算机通过逻辑电路实现运算 5 数字信号 83 三 数字信号受干扰后可以再生 消除干扰影响 受干扰后的信号经再生定时判决可正确恢复 84 四 数字信号可采用时间复用提高传输效率 例如 在闭路电视电缆上 原传一路模拟电视信号的通道内 可以同时传4 8路数字电视节目 由于这涉及较多概念 在 通信原理 课程中才会详细讲授 五 数字电路性能稳定可靠 设计 维护 生产方便 体积小 重量轻 数字电路 高频模拟电路 85 数字化优点 性能稳定 生产方便 五 便于计算机操作 一 86 按确定性划分 确定信号与随机信号按连续划分 连续时间信号与离散时间信号 模拟信号与数字信号按周期性划分 周期信号与非周期信号按能量有限性划分 功率有限信号与能量有限信号按变量维数划分 一维信号 二维信号与多维信号等按时变性划分 时变与非时变信号 静止与运动图像 视频图像等按电磁波谱划分 音频信号 光学信号 微波信号 红外信号 可见光信号 超声信号 紫外信号 X与咖玛射线信号等按应用领域与行业划分 雷达 声纳 电视信号 通信信号 遥感信号 生物医学信号 地震信号等 6 信号的分类 87 二 信息处理 1 信息处理的概念2 信息处理分类3 信号处理的目的4 常规信息处理与智能信息处理5 常规信息处理6 常规信息处理主要内容与方法7 智能信息处理8 信息处理的发展趋势 88 1 信息处理的概念 信息处理的内容十分广泛 包括 放大 去噪 去伪 滤波 排序 分类 聚类 检索 计算 转换 识别 判定 分析 融合 综合等 涉及到信息科学的多个领域 是现代信号处理 人工神经网络 模糊系统理论 进化计算 包括人工智能和知识挖掘 等理论和方法的综合应用 信号处理着重在对原始 消息 即信号在时间和频率域等方面进行的加窗 滤波 相关等加工过程 侧重于波形上采集 降噪 放大或降低 增强 分离等处理 其主要目的是增强信号中的感兴趣部分或削弱信号中的其它部分 信息处理通常是指对获取的 消息 即信号进行自动数据处理即加工 而使其成为有用的信息 侧重对内容的理解 如对音乐的理解与欣赏 与主观有关 与智能有关 89 2 信息处理分类 根据对信息进行处理的深浅程度 由浅入深大致可以分为四类 第一类是简单的数据处理第二类是对信息进行分析 概括和综合第三类的处理方法是通过应用数学模型 经过复杂的计算和推理之后 产生出决策信息 第四类处理信息的程度就更深了 需要使用智能理论和技术 90 信号增强 放大信号中感兴趣的成分 削弱或去除信号中冗余的和次要的成分 特别是噪声 也就是提高信噪比特征抽取 把信号变成易于进行分析和识别的形式编码解码 把信号变成易于传输 交换与存储的形式 编码 或从编码信号中恢复出原始信号 解码 提高效率 通过先进的计算方法和硬件处理结构提高处理效率 如实时处理 3 信号处理的目的 91 4 常规信息处理与智能信息处理 及其区别与联系 广义地讲 也可把上述信号与信息处理统称为 广义的 信息处理 从而 可以把 广义的 信息处理分为常规信息处理 主要指信号处理 与智能信息处理两大类 信号处理强调了处理的对象 信息处理强调了处理的目的 表信号处理与信息处理的区别与联系 92 常规信息处理与智能信息处理的区别与联系广义地 信号与信息处理技术又可分为常规信息处理和智能信息处理常规信息处理主要指前述的信号处理 智能信息处理主要包括识别 分类 融合 推理 理解等 比较强调处理的目的即从信号中获取新的信息和知识 4 常规信息处理与智能信息处理 及其区别与联系 93 5 常规信息处理 1 常规信息处理的发展常规信号与信息处理 主要是针对电子系统而言的 电子系统信息处理几十年来经历了模拟信号处理 简单数字信号处理 可编程数字信号处理 VLSI与并行处理和基于数字计算机的人工智能信息处理等发展历程 现在正在导向以人工神经网络为主导的与模糊逻辑 进化计算 专家系统 混沌和其它常规信号信息处理相结合的综合智能信息处理 2 模拟信号处理模拟信号处理的发展可追溯到上世纪20年代 模拟信号处理包括 滤波 延时 存贮 有源或无源网络运算3 数字信号处理数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术 有很多优点 被广泛采用 94 4 数字信号处理的步骤 模数转换 ADC 把模拟信号变成数字信号 是一个对自变量和幅值同时进行离散化的过程 基本理论采样定理 数字信号处理 DSP 包括变换域分析 如频域变换 数字滤波 识别 合成等 数模转换 DAC 把经过处理的数字信号还原为模拟信号 通常 这一步并不是必须的 数模转换 DAC 把经过处理的数字信号还原为模拟信号 通常 这一步并不是必须的 95 一个由PC机控制的数字信号处理系统原理图 经过低通滤波器LP1后把高于的频率分量滤除掉的模拟信号A 采样器SH按 大于2倍 对A进行采样得到采样序列B模数转换器ADC把B转换成数字量 数字量 2进制码 送数字信号处理器DSP按预先设置的算法完成处理 DSP的数字结果送数模转换器DAC转换成新的模拟信号C最后把模拟输出中高于的频率过滤掉 得到比较光滑的模拟输出D 4 数字信号处理的步骤 96 6 常规信息处理主要内容与方法 信号运算常规运算 线性运算乘除运算 数学运算 微分运算积分运算 波形变换 反转运算时移运算压扩运算 相互运算 卷积运算相关运算 信号变换信号的分析可以在时间或频率域等展开 它们构成了信号的时域或频域分析方法 使用的主要数学工具是Fourier变换 近来 发展了时间 频率联合分析的方法 如小波变换 对于动态图像 则可能存在空间分析 时间分析 频率分析 时间 空间分析 时间 频率分析 空间 频率 以及时间 空间 频率的联合分析 97 6 常规信息处理主要内容与方法 3 信号的谱分析谱是指信号的某些特征随频率的分布 如幅度谱 相位谱 能量谱功率谱 对谱的研究 不论出于什么目的 谱分析现在在工程领域已成为不可缺少的技术手段 4 特征提取特征提取就是利用已有特征参数构造一个较低维数的特征空间 将原始特征中蕴含的有用信息映射到少数几个特征上 忽略多余的不相干信息 信号在时间域 空间域 频率域的耦合关系 98 常规信息处理主要内容与方法 5 信号检测与估计信号检测与估计是现代信息理论的一个重要分支 是随机信号统计处理的基础 包括最佳检测问题 信号参量的统计估计理论和信号波形的滤波理论 在各种估计准则下估计量的构造和性质 噪声或杂波干扰环境中的检测技术和性能等内容 6 常规信息处理领域重点研究方向信号分析与信号模型信息处理的原理与方法信息处理系统的结构与实现技术信息处理应用系统 99 7 智能信息处理 智能信息处理就是模拟人或者自然界其他生物处理信息的行为 建立处理复杂系统信息的理论 算法和系统的方法和技术 1 基于神经元和符号逻辑是两种基本智能信息处理途径实现智能处理的两种主要途径 一类为基于传统数字计算机的智能信息处理即人工智能 AI 信息处理 另一类为基于神经网络计算 NNC 的智能信息处理 实现智能信息处理系统的两种主要途径 100 2 智能信息处理研究的主要内容 从大规模数据库中提取关键信息与有用的规律 其主要方向有特征提取 数据约简和机器学习 即利用已有知识与模式识别理论对大量数据简化 并变换为决策者可以阅读的形式 对大量数据自动学习 以实现对数据的分类 评价 并预测可能产生的结果 智能系统的规划 决策 协作与优化 建立机器辅助规划与决策系统 在某些优化指标下提高全社会的经济与社会效益 研究系统建模 优化 最优化的智能规划与决策以及多智能体系的协作与竞争的理论与方法 知识表示与知识推理 智能信息处理的新的研究范畴 101 3 智能信息处理的理论与方法 1 人工神经网络人工神经网络 ArtificialNeuralNetworks 简记作ANN 是一个由大量的简单处理单元 成为神经元 组成的高度复杂的大规模非线性自适应系统 是对人脑系统的一阶特性的一种近似描述 2 人工智能人工智能 ArtificialIntelligence 是相对人的自然智能而言 即用人工的方法和技术 模仿 延伸和扩展人的智能 实现某些 机器思维 传统的人工智能是基于数字计算机符号逻辑推理发展起来的 建立在逻辑学基础上的传统人工智能的机制是 符号 逻辑运算 常规逻辑的基本运算是刚性的逻辑非 逻辑与 逻辑或 即硬逻辑 有专家称 软逻辑 柔性逻辑和泛逻辑将具有更好的发展前景 102 8 信息处理的发展趋势 由于微电子的发展 VLSI集成度不断提高 DSP发展很快 随着智能信息处理和相关科学技术的发展 极大地丰富了信息处理的内容并拓宽了其应用领域 信号与信息处理技术发展经历了如下几个阶段 模拟信号处理简单数字信号处理可编程信号处理小规模集成电路信号处理中规模集成电路信号处理大规模集成电路信号处理模拟 数字混合信号处理并行信号处理神经网络信息处理综合智能信息处理 103 小结 从信息科学与技术的广义信息的观点 信息处理可以理解为通过传感器 模拟电路 数字信号处理器 DSP 计算机 互连网络和发展中的信息网格对信号与信息进行的加工 操作 运算及其过程 从信息处理的方法和发展过程来看 可以把信息处理简单分为常规信息处理 通常称为信号处理 和智能信息处理 信息处理广泛使用在各种电子信息产品和装备 成为通信与导航设备 雷达 电视机 计算机 控制装置 监视 识别与跟踪系统等等的内置核心技术之一 104 三 专业课 专业必修课高等数学 线性代数 数理统计与概率论 积分变换 复变函数 大学物理 电路分析 电子技术基础 模拟 数字 计算机网络 微计算机技术 信息工程学科慨论 信号与系统 电磁场与电磁波 嵌入式系统原理 射频电路分析 数字信号处理 嵌入式系统软件设计 传输线与天线技术基础 硬件描述语言及数字系统设计 AVR单片机应用技术 专业选修课通信电子线路 通信原理 随机信号分析 信息论与编码 电子测量 电视原理 操作系统 数据结构 传感器与检测技术 数字图像处理 dsp系统设计与开发 电子系统分析与设计 移动通信 光纤通信 面向对象程序设计 C 自动控制原理等 105 电子信息工程专业是以电子技术为基础的信息领域相关的宽口径专业 本专业学生务必加强基础课程的学习 为继续深造打下坚实的基础 专业相关的基础课主要为 电路分析 电子技术基础 信号与系统 电磁场与电磁波 本专业的专业方向学生要抓住两条主线 嵌入式系统与射频系统分析与设计 嵌入式系统 微机原理 数据结构 操作系统 AVR单片机应用技术 嵌入式系统原理 嵌入式系统软件设计等射频系统 通信电子线路 传输线与天线 射频电路分析 射频系统软件仿真等学生在把握专业主线的同时 培养计划还提供了一些信息类的课程供学生选修 例如 通信原理 数字信号处理 信息论与编码等 学生可以根据自身的条件来拓宽自己的专业视野 计划编入的实验课 学生必须全部参与 以提高自己的动手能力 106 思考题 信息处理有哪些内容和方法 信息处理有哪些专业课 专业课程有何作用 107 第四讲专业方向与工作 一 专业方向的确定二 电子工程师必上的十大专业网站三 毕业生七种热门出路利弊分析 108 一 关于电子信息技术 电子信息技术属于 技术科学 和 应用科学 范畴 它是 工学 大类各学科中涵盖面最广 渗透力最强的学科 它和强电结合 产生了 电力电子 它同机械结合 产生了 机械电子 电子信息技术包含哪些学科 可以应用到哪些领域 面太广 使人眼花缭乱 建议各人独立思考 理出个头绪 梳理的目的是为了进一步了解专业与社会的联系 为专业学习和就业作准备 一 专业方向的确定 109 二 按 信息技术 思路梳理 信息获取 信息传输 信息处理 信息存储 信息利用 信息技术思路 可能串接的内容 信息技术 思路适合于从科学与技术出发的系统描述 一 专业方向的确定 110 三 按 学科产业 思路梳理 通信技术与通信网 集成电路 互联网 电磁波与无线电 微波技术与微波集成电路 数字媒体技术 图像信息处理与应用 一 专业方向的确定 111 四 软件工程师与硬件工程师 电子信息工程以应用领域为对象 以应用要求为目标 为各行各业提供有关电子器件 电路 系统或算法的设计 分析方法与技术 该专业培养电子信息工程师本专业的专业方向学生要抓住两条主线 嵌入式系统与射频系统分析与设计 这两个方向近几年内都有可能持续成为就业的热门方向 现在的电路系统很多都会嵌入微处理器 而非纯粹的硬件电路 学生毕业后如果要从事电路系统的开发 软 硬件技术都要过关 并且实际上因为硬件技术的发展 对于学生而言 软件技术显得更为重要和更为实际 有些课程 比如数据结构和操作系统 听起来似乎是计算机专业的课程 电子信息工程专业开设这些课程 主要是为了编写嵌入式系统软件打基础 许多用人单位在初试考试时 都会考这些内容 故而学生对于这些课程不得放弃 另外 作为编程基础的C 网络编程技术等课程也要引起足够的重视 112 几年前 很多人都不知道linux是什么 现在linux已经开始被大众所认识 主要应该是这类人才的薪资待遇跟社会上对linux人才极度需求所造成 不过 最根本的原因的还是因为linux是开源的 而windows是不开源的 也就是说用户可以根据自己的需要来定制操作系统 随着linux应用范围的迅速扩大 企业对linux技术人才的需求空前膨胀 但与广阔的市场需求相对应的却是linux人才的严重匮乏 不仅高级的专业型linux技术人才寥寥无几 就连基础应用人才也没有形成规模 据统计未来五年内我国linux人才缺口将达到180万 而成为一名linux技术人才 无论是职业发展还是薪酬待遇都将获得更为广阔的发展空间 未来几年 市场对嵌入式Linux人才的需求旺盛 而目前熟练的Linux应用人才只有几千名 这意味着各大跨国公司及国内消费类电子巨头企业都面临着人才严重短缺的挑战 由于嵌入式Linux开发人才的缺乏也带来了这个行业可观的薪酬待遇 嵌入式Linux的从业者薪酬比其他IT业同行大约高出50 初入门的开发人员平均月薪一般都能达到5000元 有三年以上经验的人员年薪都在10万元以上 有10年工作经验的高级嵌入式软件工程师年薪在30万元左右 尽管待遇可观 可是相关企业还是很难招到合适的员工 四 软件工程师与硬件工程师 113 五 其他学校的专业方向 114 二 电子工程师必上的十大专业网站 1 电子工程网电子工程师网上交流讨论的最佳社区 分享电子技术应用与电子设计资料 提供电子行业的新闻资讯 设计应用文章 技术资料 职业发展等相关信息 包括 嵌入式 单片机 FPGA 电源 PCB设计 模拟电路 测试测量 消费电子 汽车电子 工业测控等频道 2 中国电子网提起21ic 大家一下会想到它的BBS 没错 21ic的BBS是中国最好的专业BBS 不但信息量大 而且涵盖范围广 更有n多大虾整天潜于水中 刚入门的菜鸟在这里可以尽情提问向大虾学习 不过21ic的资讯实在不敢恭维 自己独家的东西不多 不过这个网站的技术方案信息还是不错的 3 电子设计技术EDN的合作方是排行全球第一的媒体集团Reed集团 拥有遍布全球的专业媒体资源 这是其傲人的资本 在中国 电子设计技术 是仅次于 电子工程专辑 的杂志 拥有很高的知名度 EDNChina的资讯也比较快 而且技术方案也比较齐全 它的一个特色是博客内容做的不错 有很多精彩的内容 115 4 中电网5 国际电子商情6 电子产品世界7 CSDN8 电子系统设计www ed 9 10 我爱研发网 二 电子工程师必上的十大专业网站 116 三 毕业生七种热门出路利弊分析 是该考研 还是该找工作 亦或是自主创业 毕业生往往在最关键的时刻迷失方向 按自身既定的职业生涯规划选择入行职业 是对自己一生负责的最重要行为准则 在进入职场前 大学毕业生最起码应该明确自己适宜并打算长期从事的职业类别 从政 从商 从事科研技术三大方面 如果你确适宜从政 理当义无反顾地投考公务员从事公共行政管理起步 或投身法律事务 或投身政治活动与社会活动 如果你有突出的专长 具备年轻敢为的梦想和奋斗不息的勇气 那就选择你愿意走的路 这恰是上天赋稟年轻人推动一个国家社会未来进步的原动力 如果连自己今后的职业发展方向都是盲从他人 不顾自身从业条件去做明显与自己性格 兴趣 能力 价值观相冲突的行业 年轻一代会重走过来人没有职业规划时代靠摸着石头过河 不得不忍受职业折磨或中途改行或老来后悔 同时也是对社会资源的一种浪费 117 1 考研 利 延缓眼前就业压力 部分提高竞争力 延缓就业压力 推迟就业期的到来 可能是考研带来的最直接的优势了 另外 有些城市的有些学校能给研究生解决户口等问题 考研究生提高自身学历 增强了竞争力 对于考研是否真能提高个人求职竞争力 还要看每个个体的努力程度 弊 就业压力更加沉重 丧失年龄优势 相对于考研的好处而言 考研的弊端也就显而易见 研究生毕业后 毕业压力仍在 而且有了更为年轻的竞争者 就业压力越加沉重 读研期间 不一定能学到对自身职业有用处的知识 白白浪费了积累经验的时间 研究会生扩招 会出现和大学扩招相同的结果 研究所学历贬值 也许毕业后只有一个选择 考博 研究生毕业或博士毕业后年龄偏大 失去年龄优势 特别是女生 要面临更多的年龄歧视 学术研究 层次越高 就业面越窄 毕业后 面对更加激烈的竞争 此时却已无法放弃本专业 建议 如果对某个专业 某种学问有无法遏制的热爱和相应的研究能力 要不浪费自己的爱好和天才 继续深造 终有一天会有建树 但如果考研只是为了规避和缓解就业压力 建议不要考研 研究生毕业后压力只增不减 而且会使你丧失积累经验的机会 试想 两三年内 你将与多少机会失之交臂 118 2 考公务员 只要毕业生在性格 兴趣 能力 价值观方面与公务员职业要求没有明显冲突 没有其他个人奋斗目标 不愿今后走艰苦拼搏之路 也没有自行创业的打算 比起其他职业 公务员确是现实中的一种很好选择 利 公务员有稳定的收入和生活 有良好的保障 尽管公务员的收入不是最高的 但福利极好 而且有一定的社会地位及相应的权限 公务员的职业轨迹确定 工作没有太大的浮动性 此外 国家机构员工 本身带有荣誉性质 弊 工作枯燥 忙起来极忙 闲起来极闲 考试没完没了 升职总与考试 考核挂钩 有些机关人际关系复杂 勾心斗角 收入稳定 但没有大幅提高的可能 只能保持平均水准 坐在清水衙门 没有晋升可能的人 很没成就感 建议 有志从政的人 有权利欲望的人 真心想改变国计民生状况的人 想要一个稳定工作的人都可以选择考公务员 公务员这个工作 如果心境淡泊 没有野心 不失为不错的选择 能够保证安定的生活和充足的个人时间 如果想要升职 则要有长期奋斗 至少15年 的决心和高明的人际头脑 否则不容易出头 119 3 国企 或事业单位 利 稳定的收入 良好的福利保障 有国家做后盾 安全系数高 国企注重员工素质 要求员工为人处事遵循一定规则 可以学到不少东西 有些行业工作相对安逸 心理压力相对较低 国企锻炼人 能够形成良好的就业观 弊 入门难 不容易进入 有的论资排辈 想要出人头地一般需要多年的奋斗 人际关系较复杂 中西部的国企 大多待遇一般 而且 值得提醒的是 在获得国企稳定的同时 也必须忍受国企比较僵硬的管理模式 要放弃发现自我的机会 悠闲但却乏味地度过自己的职业生涯 建议 国企人际关系复杂 初入其中的大学毕业生也许会摸不到门路 而按资排辈的现实更让心高气傲的大学生心生不服 当然 国企也正在克服上述弱点 国企能够全方位地锻炼人 总的来说 国企是不错的选择 120 4 私企 利 能够发挥能力 发展空间较大 能够很快学到实用的知识 私企工作不单调 需要一职多能 无形中提高了自己的能力 劳有所得 私企老板会按照你的贡献决定你的待遇 形成良性循环 自由性大 升职 积累经验相对更快 想跳槽也容易 弊 风险较大 比如经济危机到来 私企一批批倒台 有的公司不能保证福利 企业人文环境参差不齐 有些极好 有些极差 竞争相对激烈 工作环境不稳定 下岗可能性大 有些制度不合理 吃亏也只能忍着 建议 很多毕业生愿意选择私企 认为私企的门槛较低 更易积累经验 但是 不要形成 直接进入私企 的意识 私企的素质参差不齐 毕业生缺乏经验 很容易被第一份工作定型 错误的观念和不良的职场习惯会限制你的发展 同时 私企同样有广阔的发展空间 不会束缚才能 对私企 应慎重考虑 121 5 外企 利 高薪 福利好 工作环境好 外企有系统的企业文化 管理制度 能够学到更多的东西 强调个性和创造性 有利于培养能力 也有利于搭建自己的人脉 注重员工发展 给予员工诸多培训 实力雄厚 不会出现拖欠工资 罔顾员工权利等现象 弊 起点高 发展空间不大 工作量大 加班加到吐血 竞争激烈 神经随时紧绷 打入核心机构难上加难 可能性基本为零 对外语有很高要求 建议 外企的高薪高酬是很多毕业生追求的目标 进入外企 感受成熟的企业环境和管理系统 有利于毕业生学到更多的东西 不论是个人能力 行业观念 企业文化意识 外企能够全方位地充实员工的头脑 但是 外企竞争激烈 职位也只能到一定级别 有些聪明人会进入外企学习先进的管理经验和技术 然后自己创业 122 6 留学 利 增长见闻 开拓视野 成为一个有见识的人 掌握一门外语 受益终身 磨练自己的生存能力 培养自己的吃苦精神 学习外国人的优秀之处 好的学校 好的专业 能够学到真正的知识 拿到过硬的文凭 有机会进入外国公司或者移民 弊 出国留学需要大笔金钱 投资不一定有相应回报 国外消费水平高 也许你常会感到入不敷出 有些国家排他性强 你无法真正融入同学之中 外国的经济危机闹得厉害 工作机会更少 如果没有学到真正的知识 会白白浪费几年光阴和大笔金钱 建议 年轻的时候有机会多见见世面 是件好事 如果有条件出国留学 不妨出去 但是 如果没有好的学校或者好的专业 大可不必出国镀金 把同样的资金用来创业或投资意义更大 123 7 创业 利 充分发挥自己的才能爱好 时间自由 充裕 能够全面安排自己的生活 挑战性高 生活不易枯燥 按照自己的理想生活 心灵充实 不必为人打工 自己的事业自己做主 全方位锻炼人的能力 最大限度激发人的潜质 培养系统性的思维能力 创业成功的成就感无可取代 弊 没有稳定收入 必须自己注意社保和养老问题 脱离社会太久 不容易融入 对自制力要求极高 会有入不敷出的情况 有江郎才尽的顾虑 目前中国的创业环境并不健全 需要一笔较大开支 需要长远目光和周密规划 毕业生社会经验少 眼高手低 盲目乐观 容易碰壁 创业失败打击巨大 建议 大学毕业生想要成功创业 不只需要远大的理想 还要有激情 行动力 领导能力 商业信用和超强的适应性 毕业生不论是心智 观察市场的眼光 领导气质都还有一定欠缺 想创业的人无需急于一时 进一家好公司 积累了丰富的经验和人脉 再辞职创业更为妥当 成功率也更高 124 思考题 你认为什么专业方向适合自己 电子工程师主要从事哪些工作 本专业毕业生应具备哪些基本专业素质