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第一章 概述1

1.1 信息化社会1

1.1.1 信息化社会的特征1

1.1.2 信息化社会的产生背景2

1.2 信息科学技术的基本概念2

1.2.1 信息2

1.2.2 信息技术3

1.2.3 信息科学5

1.2.4 关于“信息理论”6

1.3 电子技术的发展7

1.3.1 电与电子管7

1.3.2 半导体器件8

1.3.3 集成电路10

1.3.4 21世纪电子新器件——纳米电子器件12

1.4 信息科学技术的研究领域12

1.4.1 信息获取12

1.4.2 信息传输15

1.4.3 信息处理17

1.4.4 信息存储21

1.4.5 信息应用23

1.5 电子信息科学技术的学科与专业25

1.5.1 教育部“工学”研究生一级、二级学科目录25

1.5.2 电子信息科学技术的学科分工27

1.5.3 学科融合28

1.5.4 我国电子信息科学技术的本科专业设置29

本章小结30

思考题30

参考文献31

第二章 消息数字化及应用32

2.1 为什么要“数字化”32

2.2 二进制数及数的表示33

2.3 模-数转换和数-模转换（ADC/DAC）简介34

2.3.1 ADC/DAC的主要性能参数34

2.3.2 ADC/DAC原理简述34

2.4 字符的数字化编码36

2.4.1 英文的字符编码36

2.4.2 汉字的数字化编码37

2.5 语音编码及应用39

2.5.1 语音的波形编码39

2.5.2 语音的参量编码42

2.6 图像编码42

2.6.1 图像的数字化42

2.6.2 彩色电视原理43

2.6.3 静止图像的编码格式44

2.6.4 视频图像编码45

2.6.5 流媒体标准48

2.7 视频图像编码的应用50

2.7.1 网络电视IPTV50

2.7.2 移动电视CMMB51

2.7.3 高清数字电视52

2.7.4 平板电视55

2.7.5 数字电视机的常用接口57

本章小结58

思考题58

参考文献59

第三章 电磁波及应用60

3.1 假如没有“电磁波”60

3.2 电磁波的发现60

3.3 电磁波的应用62

3.3.1 马可尼发明无线通信63

3.3.2 无线电广播的诞生63

3.3.3 短波单边带通信65

3.3.4 由无线寻呼到移动通信65

3.3.5 RFID（射频标签）68

3.3.6 微波通信诞生69

3.4 电磁波的物理特性和参数69

3.4.1 电磁波的物理特性69

3.4.2 电磁波的参数70

3.4.3 电磁波的产生72

3.5 电磁波的传播74

3.5.1 电磁波在自由空间的传播74

3.5.2 电磁波在波导中的传播75

3.6 天线77

3.6.1 半波天线78

3.6.2 天线实例79

3.7 电磁波的其他应用80

3.7.1 电磁波测距80

3.7.2 雷达80

3.7.3 微波遥感82

3.7.4 功率微波的应用84

本章小结86

思考题86

参考文献87

第四章 信息与通信工程88

4.1 电话的发明88

4.2 电话的普及与电话网90

4.2.1 电话的普及应用90

4.2.2 电话交换机的演进92

4.2.3 现代电话交换局机房概况94

4.2.4 数字程控交换机96

4.2.5 固定电话网98

4.2.6 IP电话网100

4.2.7 信令网101

4.3 移动通信102

4.3.1 移动通信的发展历程和趋势102

4.3.2 蜂窝移动通信系统105

4.3.3 移动通信的其他类型109

4.3.4 智能手机112

4.4 卫星通信113

4.4.1 卫星通信概述113

4.4.2 卫星通信的发展概况115

4.5 三网融合118

4.5.1 我国三网融合的进程规划118

4.5.2 三网融合的技术基础118

4.5.3 三网融合的优势与挑战119

4.6 GPS全球定位系统120

4.6.1 GPS定位原理120

4.6.2 GPS系统组成120

4.6.3 GPS系统的特点与应用121

4.6.4 其他卫星定位系统122

4.7 新型通信机——量子通信124

本章小结126

思考题126

参考文献127

第五章 计算机科学与技术128

5.1 概述128

5.1.1 计算机的组成和分类128

5.1.2 计算机的特点和应用129

5.1.3 计算机科学的发展历史和研究领域130

5.1.4 计算机能思考吗？133

5.2 计算机的基础知识134

5.2.1 数制及其转换134

5.2.2 计算机中的数据表示135

5.2.3 计算机中的数据编码137

5.3 计算机的硬件系统137

5.3.1 冯·诺依曼体系结构137

5.3.2 计算机的硬件组成与微型计算机的硬件结构138

5.3.3 计算机的主要性能指标141

5.3.4 计算环境141

5.4 计算机的软件系统143

5.4.1 计算机软件的基本知识143

5.4.2 计算机程序设计144

5.4.3 数据结构与算法146

5.4.4 操作系统150

5.5 计算机科学技术的发展153

5.5.1 新型计算机——量子计算机简介153

5.5.2 我国计算机的发展状况155

5.6 计算机技术的应用157

5.6.1 智能手机的硬件系统157

5.6.2 汽车电控单元159

5.6.3 云计算160

本章小结164

思考题165

参考文献165

第六章 互联网与物联网166

6.1 互联网概述166

6.1.1 互联网是什么？167

6.1.2 互联网的兴起167

6.1.3 互联网对传媒的影响170

6.2 Internet工作原理171

6.2.1 网络体系结构与协议171

6.2.2 Internet地址175

6.2.3 Internet网络服务180

6.2.4 网络互连设备185

6.2.5 Internet的组成部分188

6.3 接入Internet189

6.3.1 主要接入技术189

6.3.2 网络故障的简单诊断命令192

6.4 无线互联网和IEEE802.11193

6.4.1 IEEE 802.11标准193

6.4.2 无线互联网络类型194

6.5 互联网的发展走向195

6.5.1 互联网面临的挑战195

6.5.2 向下一代互联网发展196

6.5.3 互联网与三网融合197

6.5.4 移动互联网快速发展197

6.5.5 互联网进一步向人们的日常生活渗透198

6.6 物联网198

6.6.1 物联网概念198

6.6.2 物联网与互联网的区别199

6.6.3 物联网的构成200

6.6.4 物联网的应用200

6.6.5 物联网与信息产业发展新浪潮203

6.6.6 物联网发展面临的挑战205

本章小结206

思考题206

参考文献206

第七章 自动化与控制科学208

7.1 自动控制和自动控制系统概述208

7.1.1 基本概念208

7.1.2 发展历程210

7.2 智能控制简介212

7.2.1 模糊逻辑控制212

7.2.2 专家系统214

7.2.3 模式识别215

7.2.4 人工神经网络216

7.3 机器人217

7.3.1 机器人的发展史218

7.3.2 机器人的分类220

7.3.3 人类与机器人221

7.4 自动控制系统的控制方式222

7.4.1 开环控制222

7.4.2 闭环控制222

7.4.3 自动控制系统的分类226

7.5 自动控制系统的性能指标227

7.6 工业自动化与信息化229

7.6.1 信息技术与工业自动化229

7.6.2 工业信息化系统简介230

7.7 中国在工程控制方面所取得的成就232

7.7.1 中国的载人航天工程232

7.7.2 中国的卫星测控233

本章小结234

思考题235

参考文献235

第八章 微电子学与集成电路236

8.1 微电子学发展历程236

8.1.1 发展历程大事记237

8.1.2 微电子技术发展的规律238

8.2 集成电路的分类239

8.2.1 按功能分类239

8.2.2 按结构形式与工艺分类239

8.2.3 按有源器件及工艺类型分类240

8.2.4 按集成电路规模分类240

8.2.5 按应用和实现方法分类241

8.3 集成电路材料242

8.3.1 集成电路材料242

8.3.2 新材料——石墨烯243

8.4 集成电路元器件244

8.4.1 无源器件245

8.4.2 有源器件245

8.5 集成电路基本制造工艺247

8.5.1 工艺类型简介247

8.5.2 外延生长248

8.5.3 氧化工艺250

8.5.4 掺杂工艺250

8.5.5 刻蚀技术251

8.5.6 光刻工艺252

8.5.7 铜互连工艺253

8.6 集成电路封装和测试254

8.6.1 集成电路封装254

8.6.2 集成电路测试256

8.7 集成电路设计258

8.7.1 集成电路设计步骤258

8.7.2 集成电路设计特点260

8.7.3 集成电路设计工具260

8.8 微电子技术的发展方向261

8.8.1 集成电路走向系统芯片261

8.8.2 微电子与其他学科结合将诞生新的技术和产品262

8.8.3 硅微电子极限与对策263

8.9 微电子产业的战略地位263

8.9.1 微电子对传统产业的渗透与带动作用264

8.9.2 集成电路装备制造业推动国家综合科技水平提高264

8.9.3 我国的集成电路需求265

本章小结266

思考题267

参考文献267

第九章 微波器件与微波集成电路268

9.1 概述268

9.1.1 微波的特性269

9.1.2 微波集成电路的应用269

9.1.3 微波电路的发展270

9.2 微波元器件272

9.2.1 分立微波元器件272

9.2.2 微带元器件275

9.3 微波天线276

9.3.1 微波抛物面天线276

9.3.2 微波缝隙天线277

9.3.3 微带天线及蒙皮天线278

9.3.4 新型微波天线279

9.4 平面微波电路282

9.4.1 混合微波集成电路282

9.4.2 单片微波集成电路283

9.4.3 声表面波器件285

9.5 微波电路与系统设计工具简介286

9.6 我国微波集成电路发展状况288

本章小结288

思考题289

参考文献289

第十章 光电信息技术290

10.1 神奇的激光290

10.1.1 激光的发明290

10.1.2 激光的特性293

10.1.3 无所不在的激光应用294

10.2 光纤通信300

10.2.1 光纤的发明300

10.2.2 光纤特性301

10.2.3 光发射机和光接收机304

10.2.4 光波分复用305

10.2.5 光纤通信器件307

10.2.6 光纤网络308

10.3 自由空间光通信309

10.3.1 空间光通信的技术特点及应用309

10.3.2 地面空间光通信的技术问题310

10.4 红外成像与微光夜视仪311

10.4.1 红外成像及应用311

10.4.2 微光夜视仪314

10.5 光电信息处理314

10.5.1 激光全息技术及应用315

10.5.2 光电信息处理的应用316

10.6 LED照明317

10.6.1 照明技术的发展及LED照明的特点317

10.6.2 LED照明原理318

10.6.3 LED产业发展现状320

10.7 光电技术研究新进展322

10.7.1 红外和可见光隐形322

10.7.2 光子晶体322

10.7.3 反激光器323

本章小结323

思考题324

参考文献324

第十一章 网络信息安全325

11.1 信息安全概述325

11.2 信息隐藏与数字水印328

11.2.1 信息隐藏技术的应用与分类328

11.2.2 数字水印技术概述331

11.2.3 数字水印的攻击332

11.2.4 数字水印的应用333

11.2.5 数字水印的研究状况与展望334

11.3 计算机病毒335

11.3.1 什么是计算机病毒335

11.3.2 计算机病毒的发展历史336

11.3.3 计算机病毒的原理与防范339

11.4 防火墙341

11.4.1 防火墙的概念341

11.4.2 防火墙的体系结构342

11.4.3 防火墙技术343

11.5 其他安全技术347

11.5.1 数字签名与认证技术347

11.5.2 入侵检测349

11.5.3 虚拟专用网351

11.6 信息安全技术的发展趋势353

本章小结354

思考题354

参考文献354

后语——关于本书的教学及学生学习的建议355

参考文献361