電氣信息類專業(yè)概論

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電氣信息類專業(yè)概論

SpecialtyGeneralityofElectricalEngineering&Information呂林

學時：16學時考試形式：考查（論文）

課程組成及學時分配一、電氣信息大類介紹（4學時）

所屬學科 大類培養(yǎng)方案二、分專業(yè)介紹（12學時）

電氣工程及自動化通信工程自動化

電氣信息大類所屬學科簡介我國本科共設12個學科門類:01/哲學,02/經(jīng)濟學…05/文學…..07/理學,08/工學…..08下又包含14個工科大類:0801/地礦,0802/材料類,0803/機械類…0806/電氣信息類….12個學科共71個大類0806電氣信息類下共包括8個本科專業(yè):

電氣工程及其自動化(080601）自動化（080602）電子信息工程(080603)通信工程（080604）

計算機科學與技術(shù)(080605)電子科學與技術(shù)(080606)生物醫(yī)學工程(080607)

醫(yī)學信息工程(08060Xw)電氣信息類的涵義

—一個具有中國特色的學科大類名稱ElectricalEngineeringandInformationElectricalandInformationScienceandTechnologyElectricalandInformationEngineering

從電氣工程(ElectricalEngineering)專業(yè)中派生出龐大的電氣信息專業(yè)群

電氣信息包含的主要內(nèi)容1、通訊與網(wǎng)絡

2、計算機科學與工程

3、信號處理4、系統(tǒng)控制5、電力技術(shù)6、電子學與集成電路7、電磁學8、生物醫(yī)學工程9、材料與裝置10、光子學與光學電氣信息包含的主要內(nèi)容1、通訊與網(wǎng)絡

通訊與網(wǎng)絡是目前很熱門的學科方向之一，主要包括無線網(wǎng)絡與光網(wǎng)絡，移動網(wǎng)絡，量子與光通訊，信息理論，網(wǎng)絡安全，網(wǎng)絡協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)，交互式通訊，INTERNET運行性能建模與分析，分布式高速緩存系統(tǒng)，開放式可編程網(wǎng)絡，路由算法，多點傳送協(xié)議，網(wǎng)絡電話學，帶寬高效調(diào)制與編碼系統(tǒng)，網(wǎng)絡中的差錯控制理論及應用，多維信息與通訊理論，快速傳送連接，服務質(zhì)量評價，網(wǎng)絡仿真工具，網(wǎng)絡分析，神經(jīng)網(wǎng)絡；信息的特征提取、傳送、存儲及各種介質(zhì)下的信息網(wǎng)絡化問題，包括大氣、空間、光釬、電纜等介質(zhì)等。本方向與信號處理，計算機，控制與光學等廣泛交叉。

通信系統(tǒng)模型任何一個通信系統(tǒng)都可以借助如圖所示的通信系統(tǒng)模型來抽象地進行描述。通信系統(tǒng)模型示意圖通信系統(tǒng)分類根據(jù)信道上傳輸?shù)男盘?，通信系統(tǒng)可分為：模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)1、模擬通信系統(tǒng)2、數(shù)字通信系統(tǒng)2、計算機科學與工程

計算機科學與工程涉及領(lǐng)域較寬廣，包括計算機圖形學，計算機視覺技術(shù)，口語系統(tǒng)，醫(yī)學機器人，醫(yī)學視覺，移動機器人學，應用人工智能，有生物靈感的機器人及其模型。醫(yī)療決策系統(tǒng)，計算機輔助自動化，計算機體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡與移動系統(tǒng)，并行與分布式操作系統(tǒng)，編程方法學，可編程系統(tǒng)研究，超級計算技術(shù)，復雜性理論，計算與生物學，密碼學與信息安全，分布式系統(tǒng)理論，先進網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，并行編輯器與運行時間系統(tǒng)；并行輸入輸出與磁盤結(jié)構(gòu)，并行系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫和交易系統(tǒng)，在線分析處理與數(shù)據(jù)開采中的性能分析。

計算機的發(fā)展

計算機硬件結(jié)構(gòu)

計算機控制系統(tǒng)計算機控制=計算機技術(shù)+自動控制理論+通訊技術(shù)+網(wǎng)絡技術(shù)特點：1.用軟件可以實現(xiàn)復雜的控制規(guī)律；2．可以顯示、存儲、打印系統(tǒng)的運行狀態(tài)，具有報警功能，人機接口功能；3．控制規(guī)律可以很方便的改變；4．通訊組網(wǎng)功能。

3、信號處理

信號處理技術(shù)是現(xiàn)代電氣電子工程的基礎(chǔ)。包括聲音與語言信號處理，圖象與視頻信號處理，生物醫(yī)學成像與可視化，成像陣列與陣列信號處理，自適應與隨時間變化的信號處理，信號處理理論，大規(guī)模集成電路（VLSI）體系結(jié)構(gòu)，實時軟件，統(tǒng)計信號處理，非線性信號處理與非線性系統(tǒng)標識，濾波器庫與小波變換理論，無序信號處理，分形與形態(tài)信號處理。

4、系統(tǒng)控制

系統(tǒng)控制包括魯棒與最優(yōu)控制，魯棒多變量控制系統(tǒng)，大規(guī)模動態(tài)系統(tǒng)，多變量系統(tǒng)的標識，制造系統(tǒng)，最小最大控制與動態(tài)游戲，用于控制與信號處理的自適應系統(tǒng)，隨機系統(tǒng)，線性與非線性評估的設計，隨機與自適應控制等等。自動控制在21世紀的發(fā)展趨勢5、電力技術(shù)

此方面主要包括電氣材料學與半導體學，電力電子及裝置，電機，電動車輛，電力系統(tǒng)動態(tài)及穩(wěn)定性，電力系統(tǒng)經(jīng)濟性運行，實時控制，電能轉(zhuǎn)換，高電壓工程等。6、電子學與集成電路

本領(lǐng)域包括微電子學與微機械學，納電子學（Nanoelectronics），超導電路，電路仿真與裝置建模，集成電路（IC）設計，大規(guī)模集成電路中的信號處理，易于制造的集成電路設計，集成電路設計方法學，A/D與D/A轉(zhuǎn)換器，數(shù)字與模擬電路，數(shù)字無線系統(tǒng)，RF電路，高電子遷移三極管，雪崩光電管，聲控電荷傳輸裝置，封裝技術(shù)，材料生長及其特征化。

半導體器件與半導體工作的基本原理

（1）PN結(jié)半導體器件與半導體工作的基本原理（2）二極管（3）二極管的類型a)點接觸型

b)面接觸型

c)平面型

二極管的伏安特性

2CP10硅二極管

2AP2鍺二極管

半導體器件與半導體工作的基本原理（4）晶體三極管NPN型

PNP型

半導體器件與半導體工作的基本原理（5）MOS場效應管也稱金屬氧化物半導體場效應管

分為耗盡型和增強型

半導體器件與半導體工作的基本原理（6）晶閘管結(jié)構(gòu)：四層半導體、三個PN結(jié)晶閘管的結(jié)構(gòu)

半導體器件與半導體工作的基本原理(7)

集成電路三次變革：1、以加工制造為主導的IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級階段。2、Foundry公司與IC設計公司的崛起。3、IC產(chǎn)業(yè)跨入以競爭為導向的高級階段。半導體器件與半導體工作的基本原理(8)微處理器（CPU）是一種大規(guī)模集成電路

7、電磁學 本方面包括衛(wèi)星通訊，微波電子學，遙感，射電天文學，雷達天線，電磁波理論及應用，無線電與光系統(tǒng)，光學與量子電子學，短波激光，光信息處理，超導電子學，微波磁學，電磁場與生物媒介的相互作用，微波與毫米波電路，微波數(shù)字電路設計，用于地球遙感的衛(wèi)星成像處理，子毫米波大氣成像輻射線測定（Submillimeter－WaveAtmosphericImagingRadiometry），矢量有限元，材料電氣特性測量方法，金屬零件缺陷定位。8、生物醫(yī)學工程

生物、生命科學是21世紀的最活躍學科之一，利用電氣電子技術(shù)進行生物生命研究是美歐大學電氣學科的特點之一。本方面包括生物儀器，生物傳感器，計算神經(jīng)網(wǎng)絡，生物醫(yī)學超聲學，微機電系統(tǒng)（MEMS），神經(jīng)系統(tǒng)中信號的傳遞與編碼，高能粒子與生命物質(zhì)的相互作用，高能粒子束與高能X光在治療腫瘤中的臨床應用，醫(yī)學成像，生物圖象處理，磁共振成像，發(fā)射型計算機斷層攝影術(shù)（PET和SPET），超聲成像，超聲成像的三維重建，心臟成像的特征提取，PET/SPET成像中衰減校正，神經(jīng)微電子界面，血管內(nèi)的成像，聾瞎病人感官輔助系統(tǒng)，盲人閱讀機，自動語言識別等。

9、材料與裝置

電氣電子材料及其裝置是美歐大學電氣學科中的重要學科方向之一。這一學科包括光電子裝置仿真，納結(jié)構(gòu)電子學，半導體與微電子學，磁性材料、介電材料與光材料及其裝置，固態(tài)物理及其應用，小型機械結(jié)構(gòu)及其激勵器，微機械與納機械裝置（MicromechanicalandNanomechanicalDevices），物理、化學和生物傳感器，裝置物理學及其特征化，設備建模與仿真，納制備（Nanofabrication）與新裝置，微細加工（Microfabrication），超導電子學。

10、光子學與光學

在美國大學，光子學與光學屬于電氣電子系的關(guān)鍵方向之一。本方向包括光電子學裝置，超快電子學，非線性光學，微光子學，三維視覺，光通訊，軟X光與遠紫外線光學，光印刷學，光數(shù)據(jù)處理，光通訊，光計算，光數(shù)據(jù)存儲，光系統(tǒng)設計與全息攝影，體全息攝影研究，復合光數(shù)字數(shù)據(jù)處理，圖象處理與材料光學特性研究。

電氣信息學科門類在國際的專業(yè)劃分可以將之歸屬于IEEE和IEE中。美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE，InstituteofElectricalandElectronicEngineers),它是一個非盈利性組織，旨在推動該領(lǐng)域的發(fā)展。英國電氣工程師協(xié)會（IEE,InstituteofElectricalEngineers),是歐洲最大的專業(yè)的電氣協(xié)會，涵蓋了電氣工程、電子設備、軟件工程、制造工程及其相關(guān)學科。國際電工委員會（IEC,InternationalElectrotechnicalCommission）也與我們電氣信息大類有密切聯(lián)系。

國外大學電氣工程學科介紹電氣工程（ElectricalEngineering,EE）是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學科之一，更是當今高新技術(shù)領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵學科。美國大學在機構(gòu)名稱上有的學校稱電氣工程系，有的稱為電氣工程與信息科學系，有的稱為電氣工程與計算機科學系等等，例如麻省理工學院(MIT)就叫電氣工程及計算機科學(ElectricalEngineeringandComputerScience,EECS)。

MIT的EECS學院涉及的內(nèi)容其電氣工程包含的范疇：電力系統(tǒng)工程、高電壓研究、芯片制造和設計、數(shù)字和模擬電子設計技術(shù)、圖像處理.信號處理和無線電通信、數(shù)據(jù).計算機和多媒體通信、電氣工程在生物和醫(yī)療技術(shù)中的應用、電氣控制等。其計算機科學包含的內(nèi)容：機器人控制、機器人聽力.視覺.運動和學習能力的設計制造、利用計算機進行芯片設計、程序語言的優(yōu)化設計、人機對話、醫(yī)療診斷、計算機圖像等等。由此可見，國外大學電氣工程包含的范疇與我國電氣信息大類是基本相同的，但學校的專業(yè)設置與我們有所不同。電氣信息學院簡介

覆蓋電氣工程、控制科學與工程、信息與通信工程、生物醫(yī)學工程、電子科學與技術(shù)、計算機科學與技術(shù)等一級學科電能質(zhì)量與電磁環(huán)境學、信息與自動化技術(shù)兩個省級重點實驗室電氣工程系、自動化系、通信工程系、醫(yī)學信息工程系、電工電子基礎(chǔ)教學實驗中心（校級）、電氣信息工程專業(yè)實驗中心教職工1