包邮信息科学技术导论(第2版)

第1章 专业介绍 1 1.1 信息技术概述 1 1.1.1 信息技术的概念 1 1.1.2 信息技术的发展历程 2 1.1.3 信息技术的分类 3 1.1.4 信息技术的特征 4 1.1.5 信息技术的发展趋势 4 1.1.6 信息技术的相关产业 7 1.2 信息技术与社会发展 8 1.2.1 信息技术产生的积极影响 8 1.2.2 信息技术可能带来的一些 消极影响 9 1.2.3 信息技术从业者职业道德 10 1.3 电子信息与电气类专业设置 11 1.3.1 电气类专业设置 11 1.3.2 电子信息类专业设置 12 1.3.3 自动化类专业设置 13 1.3.4 计算机类专业设置 14 1.4 电子信息类专业知识体系和 课程设置 15 1.4.1 知识体系 16 1.4.2 课程设置 18 1.4.3 重点课程简介 18 1.5 电子信息科学与技术专业简介 21 1.5.1 培养目标 21 1.5.2 具体要求 21 1.5.3 核心专业课程 22 1.5.4 就业方向与就业前景 22 1.5.5 考研方向 23 1.6 通信工程专业简介 23 1.6.1 培养目标 23 1.6.2 具体要求 24 1.6.3 核心专业课程 24 1.6.4 就业方向与就业前景 25 1.6.5 考研方向 25 1.7 集成电路设计与集成系统专业简介 26 1.7.1 培养目标 26 1.7.2 具体要求 26 1.7.3 核心专业课程 27 1.7.4 就业方向与就业前景 27 1.7.5 考研方向 28 1.8 物联网工程专业简介 28 1.8.1 培养目标 28 1.8.2 具体要求 29 1.8.3 核心专业课程 30 1.8.4 就业方向与就业前景 30 1.8.5 考研方向 30 1.9 大学学习的特点、方法、问题和 解决思路 31 1.9.1 大学学习的特点 31 1.9.2 大学学习中存在的问题 32 1.9.3 解决大学学习问题的思路 33 1.9.4 学习方法 35 本章小结 37 习题1 37 第2章 数字技术基础 38 2.1 数字系统概述 38 2.1.1 数字信息的引入 38 2.1.2 数字技术的概念 41 2.1.3 数字信号处理的优点 42 2.1.4 数字通信系统的优点 43 2.2 模拟信号数字化 44 2.2.1 模/数变换的概念 44 2.2.2 模拟信号数字化方法 44 2.2.3 模拟信号的抽样 45 2.2.4 脉冲调制 46 2.2.5 抽样信号的量化与编码 47 2.3 数字通信系统模型 48 2.3.1 数字通信系统的组成 48 2.3.2 数字通信系统的主要特性及 编码形式 49 2.4 压缩编码 49 2.4.1 压缩编码的概念 49 2.4.2 数据压缩 50 2.5 纠错编码 54 2.5.1 纠错编码的概念 54 2.5.2 编码发展简史 55 2.5.3 纠错编码的分类 56 2.5.4 常用纠错编码编解码分析 56 2.6 加密编码 64 2.6.1 加密编码的概念 64 2.6.2 加密编码的原理 66 2.6.3 常用加密编码 67 2.6.4 量子密码通信 69 2.7 调制解调 69 2.7.1 调制解调术语 70 2.7.2 调制的目的 70 2.7.3 调制的时域和频域变换过程 70 2.7.4 调制解调分类 70 2.8 扩频技术 71 2.8.1 直接序列扩频 71 2.8.2 跳频扩频 71 2.9 数字系统设计与实现 72 2.9.1 经典设计方法 72 2.9.2 基于MCU加接口芯片的 设计方法 72 2.9.3 基于FPGA加接口芯片的 设计方法 73 本章小结 73 习题2 73 第3章 无线电技术基础 74 3.1 电磁场与电磁波 74 3.1.1 无线电技术的发展 75 3.1.2 麦克斯韦方程 75 3.2 无线通信系统 76 3.2.1 无线通信系统组成 76 3.2.2 无线电波传播 77 3.3 射频/微波技术 78 3.3.1 射频/微波的概念 78 3.3.2 无线电频谱 79 3.3.3 频率、阻抗与功率 80 3.3.4 微波技术的应用 81 3.4 天线技术 83 3.4.1 天线的分类 83 3.4.2 天线的主要参数 83 3.4.3 常用天线 84 3.4.4 智能天线 85 3.4.5 多输入多输出技术 86 3.5 信道技术 87 3.5.1 无线电波传播 87 3.5.2 无线信道 87 3.5.3 无线信道中的电波传播 88 3.5.4 信道特征 88 3.6 软件无线电技术 90 3.6.1 硬件无线电的概念 90 3.6.2 软件无线电的概念 90 3.6.3 软件无线电系统 91 3.6.4 软件无线电的关键技术 92 3.6.5 软件无线电的应用 94 3.7 认知无线电技术 94 3.7.1 认知无线电的概念 94 3.7.2 认知无线电的关键技术 96 3.7.3 认知无线电的应用 97 3.8 电磁兼容 97 3.8.1 电磁兼容的发展 97 3.8.2 电磁兼容的主要术语 98 3.8.3 认知无线电中的电磁兼容问题 98 3.8.4 电磁辐射 98 本章小结 101 习题3 101 第4章 物联网技术基础 102 4.1 通信网络基础 102 4.1.1 从点到点通信到通信网络 102 4.1.2 通信网络的关键技术 103 4.1.3 通信网络的组成 104 4.1.4 通信网络的分类 105 4.1.5 通信网络的拓扑 105 4.1.6 交换技术 107 4.2 数据通信网络 108 4.2.1 数据通信的概念 108 4.2.2 数据通信系统 108 4.3 互联网 109 4.3.1 互联网的概念 109 4.3.2 互联网协议 110 4.4 无线传感器网络 111 4.4.1 传感网的概念 111 4.4.2 无线传感器网络的组成 112 4.5 物联网 114 4.5.1 物联网的发展 114 4.5.2 物联网的组成 116 4.5.3 物联网的关键技术 118 4.5.4 物联网的应用 119 4.6 移动互联网 120 4.6.1 移动互联网的概念 120 4.6.2 移动互联网的特点 121 4.7 云计算 122 4.7.1 云计算的概念 122 4.7.2 云计算的特点 122 4.7.3 云计算的分类 123 4.7.4 云计算的应用 124 4.8 区块链技术 125 4.8.1 发展现状 125 4.8.2 区块链本质 126 4.8.3 区块链原理、设计与应用 127 4.8.4 区块链与数字货币 129 4.8.5 区块链面临的挑战 130 本章小结 130 习题4 131 第5章 信息获取技术 132 5.1 传感技术 132 5.1.1 传感器基础 132 5.1.2 传感器的数学模型 133 5.1.3 传感器的应用 134 5.1.4 传感技术发展趋势 136 5.2 检测技术 136 5.2.1 检测技术概述 136 5.2.2 检测技术的应用 137 5.2.3 检测技术的发展趋势 138 5.2.4 检测系统的测量误差 138 5.2.5 理想的检测系统 139 5.3 遥感技术 140 5.3.1 遥感技术综述 140 5.3.2 遥感系统的组成 140 5.3.3 遥感信息处理 142 5.3.4 遥感系统的分类 143 5.3.5 遥感系统的应用及展望 144 5.4 存储技术 146 5.4.1 存储概述 147 5.4.2 存储方式的架构 149 5.4.3 磁盘阵列(RAID)技术 150 5.4.4 云存储 152 5.5 自动控制技术 153 5.5.1 自动控制技术综述 153 5.5.2 自动控制系统的组成 153 5.5.3 自动控制系统的分类 154 5.5.4 自动控制理论及其发展 156 5.5.5 自动控制系统的基本要求 157 5.6 信息检索 157 5.6.1 信息检索概述 157 5.6.2 文献检索 161 5.6.3 计算机信息检索 164 本章小结 166 习题5 167 第6章 信息传输技术 168 6.1 现代通信概述 168 6.1.1 通信的概念 168 6.1.2 通信的发展 168 6.1.3 通信系统模型 169 6.1.4 通信方式的分类 170 6.1.5 通信系统的分类 171 6.2 无线通信 173 6.2.1 无线通信的特点 173 6.2.2 常用无线通信系统 174 6.3 卫星通信 176 6.3.1 微波接力通信 176 6.3.2 卫星通信系统 177 6.3.3 卫星通信的关键技术和 常用通信系统 179 6.4 移动通信 179 6.4.1 移动通信的概念及特点 179 6.4.2 移动通信系统的分类 180 6.4.3 移动通信的演进 180 6.4.4 移动通信的关键技术 181 6.4.5 移动通信的应用 183 6.5 光通信 184 6.5.1 无线光通信系统 184 6.5.2 光纤通信系统 186 6.5.3 光纤通信的关键技术 186 6.5.4 光纤通信的应用 187 6.6 量子通信 187 6.6.1 信息安全的概念 187 6.6.2 保密通信 188 6.6.3 量子保密通信 188 6.6.4 量子通信系统的组成 189 本章小结 190 习题6 191 第7章 信息处理技术 192 7.1 信息处理概述 192 7.1.1 信息处理的基本概念 192 7.1.2 信息与信号处理 194 7.2 信号与系统 194 7.2.1 信号和系统的定义及分类 194 7.2.2 信号与系统的研究内容 195 7.3 数字信号处理 197 7.3.1 数字信号及系统的定义和 分析方法 198 7.3.2 数字信号处理的主要内容 199 7.3.3 数字信号处理的应用 202 7.3.4 数字信号处理的理论及算法 203 7.4 大数据时代 204 7.4.1 大数据的概念 205 7.4.2 大数据技术 205 7.4.3 大数据的相关问题 206 7.5 数据融合技术 209 7.5.1 数据融合技术的概念 209 7.5.2 数据融合算法简介 211 7.5.3 数据融合技术的用途 213 7.5.4 数据融合技术的发展 214 7.6 现代信号处理 215 7.6.1 傅里叶变换的局限性 215 7.6.2 信号处理的发展过程及 现代信号处理的突破 217 7.6.3 现代信号处理的基本内容 218 7.7 智能信息处理技术 219 7.7.1 网络科学 219 7.7.2 智能计算 221 7.7.3 搜索引擎 221 7.7.4 数据挖掘 222 7.7.5 优化算法 223 7.7.6 机器学习 224 本章小结 226 习题7 226 第8章 信息科学技术应用举例 227 8.1 电子支付 227 8.1.1 电子支付的概念 227 8.1.2 电子支付协议 228 8.1.3 电子支付的发展 228 8.1.4 电子支付的业务类型 229 8.1.5 电子支付工具 229 8.1.6 电子支付流程 231 8.1.7 电子支付的优势 231 8.2 射频识别技术 231 8.2.1 射频识别系统 231 8.2.2 RFID电子标签 233 8.2.3 RFID读写器 234 8.2.4 EPC系统 234 8.2.5 射频识别技术应用举例 235 8.3 短距离无线通信技术 236 8.3.1 短距离无线通信的概念 236 8.3.2 常用短距离无线通信方式 236 8.4 低功耗广域网 239 8.4.1 低功耗广域网的概念 239 8.4.2 低功耗广域网的特点 239 8.4.3 常见的低功耗广域网 239 8.5 手机支付 240 8.5.1 手机支付的概念 240 8.5.2 手机支付的方式 241 8.5.3 手机支付的基本原理 241 8.5.4 手机支付的优点、作用及问题 242 8.6 智能控制技术 243 8.6.1 智能控制的概念 243 8.6.2 智能控制的发展 244 8.6.3 智能控制系统 245 8.6.4 智能控制的技术基础与应用 246 8.6.5 智能制造 247 8.7 手机控制技术 247 8.7.1 手机视频监控 247 8.7.2 手机与智慧城市 249 本章小结 251 习题8 251 附录 英汉术语对照 252 参考文献 260