感前半期所學（前五章）知識要對本課程的學習體會和教學建議電子三班20121642于洋大作業四感前半期所學（前五章）知識要對本課程的學習體會和教學建議電子1.1電子信息產業概述電子信息產業中國電子工業體制變遷一組令人深思的數據世界主流電子產品

2012年電子信息產業統計分析我國電子信息產業的主要問題

產業尷尬1.1電子信息產業概述電子信息產業電子信息產業電子信息產業是研制和生產電子設備及各種電子元件、器件、儀器、儀表的工業，屬軍民結合型工業。由廣播電視設備、通信導航設備、雷達設備、電子計算機、電子元器件、電子儀器儀表和其他電子專用設備及系統等生產行業組成。既包括信息硬件設備制造業、軟件業,也包括信息設備提供與信息服務業,是一個橫跨第一、二產業與第三產業的特殊產業。電子信息產品具體細分為投資類產品、消費類產品和元器件產品三個大類。從產業鏈角度可分為：終端產品（如手機、電腦）、電子中間產品（如汽車音響、空調）、配件（如電腦主板、顯卡）、電子元器件（如集成電路、電阻、電感、電容）。電子行業產業鏈主要有：通信產業鏈、計算機及外設產業鏈、軟件產業鏈、數字視聽產業鏈、集成電路產業鏈、新型平板顯示產業鏈、ＬＥＤ產業鏈、移動通信產業鏈等。電子信息產業電子信息產業是研制和生產電子設備及各種電子元件、中國電子工業體制變遷行業管理體制的變革是電子工業體制變遷的重要組成部分，它直接反映了政府和企業在電子工業演進過程中的角色變化。1950年4月，建制在重工業部內的電子工業局成立；1953年4月，電信工業局為第二機械工業部第十局；1963年，電子工業成立第四機械工業部；1986年底，國家合并了機械部和兵器部，成立了國家機械工業委員會，電子工業改由國務院機械工業委員會歸口管理；

1988年7月，成立機械電子工業部；1990年，成立全國機電工業全行業統籌規劃領導小組；1993年6月，成立電子工業部；1998年3月，成立信息產業部。中國電子工業體制變遷行業管理體制的變革是電子工業體制變遷的重II信息采集

信息流程信息產生信息采集信息編碼信息傳輸信息解碼信息處理信息利用信息利用決策II信息采集

信息流程信息產生信息采集信息編碼信息傳輸信息傳感器技術信號變換與分析技術傳感器技術2.1傳感器技術信息產生和信息采集是信息流的根源，《傳感器原理及應用》課程為我們開啟那扇窗。《傳感器原理及應用》：傳感器原理及應用是電氣工程、自動化類等相關專業的具有較強實踐性的一門重要的專業技術課程。2.1傳感器技術信息產生和信息采集是信息流的根源，《傳感器2.1.1《傳感器原理及應用》本課程主要介紹傳感器的基本概念，重點講解傳感器的特性指標及各類傳感器的基本原理及相應的測量電路，同時也介紹各類傳感器的實際應用及傳感器技術發展的狀況及新成果。要求學生掌握常用傳感器的原理、輸出特性及典型的測量電路并能合理地選擇和使用傳感器。結合實際應用，培養和鍛煉學生去組建非電測量和控制系統的實際能力。2.1.1《傳感器原理及應用》本課程主要介紹傳感器的基本概念《傳感器原理及應用》課程內容主要包括：傳感器的基本特性、電阻應變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器和現代傳感器等知識。課程在實驗教學方面很有特色——在基礎性實驗的基礎上開設綜合性，設計性、應用性實驗，同學可以根據自己的興趣和學習計劃來選擇實驗內容，鼓勵同學進行創新實驗。《傳感器原理及應用》課程內容主要包括：傳感器的基本特性、電阻2.2.2傳感器技術及其應用傳感器技術在現代信息技術中有著舉足輕重的作用，是現代信息技術的一大支柱。傳感器技術已經廣泛應用于智能建筑、環境監測、軍事科研等各個領域。傳感器技術已經成為智能化儀表、測量儀器、自動控制系統中不可缺少的感知元件。傳感器技術為我們的學習和生活帶來了諸多便利和幫助。2.2.2傳感器技術及其應用傳感器技術在現代信息技術中有著傳感器技術傳感器的作用

傳感器一般由敏感元件、轉換元件和基本電路組成。傳感器的直接作用與功能就是測量，即獲取被測量對象的信息。利用傳感器可以實現對被測對象的測量，在此基礎上進行分析、反饋、處理，從而掌握被測對象的運行狀態與趨勢。傳感器技術傳感器的作用傳感器技術傳感器的分類傳感器按其敏感的工作原理，一般可以分為物理型、化學型和生物型三大類。物理性傳感器是利用某些敏感元件的物理性質或某些功能材料的特殊物理性能而制成的傳感器。如應變式傳感器是利用金屬材料在外力作用下產生的電阻值變化的應變效應原理實現測量的；壓阻式傳感器是利用半導體材料在外力作用下產生的電阻值變化的壓阻效應原理實現測量的；電容式傳感器是利用電容器在外力作用下產生的的電容值變化實現測量的；電感式、差動變壓器式傳感器是利用磁阻隨被測量變化的簡單原理；壓電式傳感器是利用壓電材料的壓電效應實現測量的。傳感器按其輸出信號的形式，分為模擬型傳感器和數字型傳感器。傳感器技術傳感器的分類傳感器技術傳感器的材料

傳感器技術的重要基礎是傳感器的材料。任何一種傳感器，都需要選擇合適的材料來制作，并且要求所使用的材料具有優良的機械特性，禁止有材料缺陷。近些年來，在傳感器的技術領域，所應用的新型材料主要有：

半導體硅材料，包括單晶硅、多晶硅、非晶硅等。由于它具有優良的機械特性和電學特性，并且可以相互兼容。因此，可采用硅材料研制各種類型的硅微結構傳感器。

石英晶體材料，包括壓電石英晶體和溶凝石英晶體。它具有機械性能好、精度高和溫度穩定性極好的特性，同時天然的石英晶體還具有優良的壓電特性。因此，通常可采用石英晶體材料研制各種迷你的高精密傳感器。

功能陶瓷材料。陶瓷材料有很強的穩定性，許多新型傳感器是利用某些精密陶瓷材料的特殊功能來達到測量的目的，因此，新型傳感器有著十分重要的意義是探索已知材料的新功能或者研究具有新功能的新材料。傳感器技術傳感器的材料傳感器應用舉例在被困人員救助過程中，利用Zigbee技術和CAN總線技術對被困人員進行準確定位研究。其中Zigbee定位節點就用到了壓電傳感器。DS18B20是單總線數字型溫度傳感器。每個DS18B20都有一個獨一無二的序列號，實際應用中不需要任何元器件即可實現測溫。只需一個端口就可以與單片機實現雙向通信。用戶設定的報警溫度儲存在EEPROM中，即使在斷電情況下依然可以保存。溫度是以9-12位數字量顯示。多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，可實現多點組網功能。DS18B20可以廣泛應用于防火，救援等各個領域，有很好的應用前景。傳感器應用舉例在被困人員救助過程中，利用Zigbee技術和傳感器應用傳感器技術在有機磷農藥殘留檢測中的應用傳感器應用傳感器技術在有機磷農藥殘留檢測中的應用傳感器應用基于傳感器技術的炮控性能指標測試系統傳感器應用基于傳感器技術的炮控性能指標測試系統傳感器應用

傳感器技術在機電一體化中的應用

機器人用傳感器

機械加工過程的傳感檢測技術汽車自動控制系統中的傳感技術

使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器.基于傳感器技術的工業設備診斷系統傳感器應用傳感器技術在機電一體化中的應用物聯網與傳感器物聯網與傳感器2.2信號變換與分析技術信號變換

signaltransformation

signalconversion按照一定的規律，將輸入信號轉換成另外一種形式的信號輸出。

規律一般是指線性轉換或是一一對應的。例如電壓變電流；電流變頻率；電阻變電壓；模擬信號變數字信號等等。2.2信號變換與分析技術信號變換

signaltran2.2.1相關課程簡介《電路分析A

(含實驗)》介紹電路的基本概念與基本定律、電阻電路的等效變換、線性電路的基本分析方法、線性電路的基本定理、含有理想運放的電路分析、正弦交流電路的穩態分析、含有互感的電路、三相交流電路、周期性非正弦電流電路、雙口網絡、一階電路的時域分析、二階電路的時域分析、拉普拉斯變換及其應用、狀態變量法、非線性電阻電路等。通過對本課程的學習使學生掌握電路分析的基本定律、定理、分析方法以及初步的實驗技能等，培養學生科學的思維方式，提高學生分析問題、解決問題的能力，為專業課的學習以及科學研究、工作生活打下扎實的基礎。

2.2.1相關課程簡介《電路分析A(含實驗)》2.2.1相關課程簡介《數字信號處理(含實驗)》

本課程在介紹數字信號、系統和信號處理等基本概念的基礎上，討論采樣定理、離散時間信號與系統、信號的頻率分析、線性時不變系統的頻域分析、離散傅里葉變換及其快速實現算法，重點講解數字濾波器的實現和設計，包括有限沖擊響應和無限沖擊響應兩類濾波器。

通過對本課程的學習，使學生了解數字信號的基本概念，掌握數字信號處理的基本理論和方法，為將來從事相關領域工作和科學研究奠定堅實的基礎。2.2.1相關課程簡介《數字信號處理(含實驗)》2.2.1相關課程簡介《信號與系統（含實驗）》

本課程為電類專業的技術基礎課，同時也是分析信號與系統的有力工具。通過本課程的學習使學生掌握連續信號與系統（線性時不變）、離散信號與系統（線性時不變）的時域分析和變域分析的基本理論與方法，培養學生的抽象思維能力和綜合應用知識解決問題的能力，為今后的學習和研究打下良好基礎。課程主要內容：信號與系統概論、連續信號與系統的時域分析、連續信號與系統的頻域分析、連續信號與系統的復頻域分析、連續信號與系統的狀態變量分析、離散信號與系統的時域分析、離散信號與系統的Z域變換分析等。2.2.1相關課程簡介《信號與系統（含實驗）》2.2.2信號變換與分析技術低壓電器信號變換技術基于局部屬性的時頻分析方法小波變換與信號的時頻分析小波變換與傅立葉變換相結合的信號實例分析基于虛擬儀器的生命信號小波變換分析技術基于小波變換的機械故障信號的檢測與分析衛星定位系統信號變換過程分析2.2.2信號變換與分析技術低壓電器信號變換技術3.1信息論信息是人類社會互通情報的實踐過程中產生的，在當今信息社會中，常把它作為人們認識世界的向導與智慧的源泉，也是社會與社會生產力發展的動力與資源。信息作為一種資源，如何開發、利用、共享是人們普遍關注的問題。信息是信息論中最基本最重要的概念。信息論是應用近代數理統計方法研究信息的傳輸、存儲與處理的科學。其基本任務是為設計有效而可靠的通信系統提供理論依據，并成功應用。信息論在數據壓縮、密碼學、統計及信號處理等領域有廣泛應用。3.1信息論信息是人類社會互通情報的實踐過程中產生的，在當相關課程簡介《信息論與編碼》

本課程在介紹信號、信息、信源、通信模型和信息熵等基本概念的基礎上，介紹了信道和信道容量的相關概念和計算方法。另外，該課程重點介紹了各種編碼的方法，包括定長編碼定理、香農編碼、費諾編碼、霍夫曼編碼、信道編碼、糾錯碼、線性分組碼、生成矩陣和譯碼等。最后，對加密編碼進行了介紹。

培養學生利用信息論的基本原理分析和解決實際問題的能力，為進一步學習和研究通信、信號處理、智能信息處理等信息科學相關領域的技術奠定良好的理論基礎。

相關課程簡介《信息論與編碼》信息論在數據壓縮理論中的應用信息論之父香農在1948年發表的論文《通信的數學原理》一文中指出，任何信息都有冗余，冗余大小和信息中每個符號的出現概率或者說不確定性有關。香農把信息中排除了冗余后的平均信息量稱為信息熵，并給出了計算信息熵的數學表達式，這為數據壓縮奠定了理論基礎。數據壓縮的主要目的是力求用最少的數據表示信源所發出的信號，使信號占用的存儲空間盡可能小，以達到提高信息傳輸速度的目的。數據壓縮在近代信息處理問題中有大量的應用，無論在數據存儲或傳送中，通過數據壓縮可以大大節省資源利用的成本，如用在多媒體技術、遠程視頻監控系統中。數據壓縮作為信息論研究中的一項內容，主要是有關數據壓縮比和各種編碼方法的研究，即按某種方法對源數據流進行編碼，使得經過編碼的數據流比厡數據流占有較少的空間。其中基于符號頻率統計的哈夫曼編碼效率高，運算速度快，實現方式靈活，使得其在數據壓縮領域得到了廣泛的應用。信息論在數據壓縮理論中的應用信息論之父香農在1948年發信息論在密碼學中的應用密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。從傳統意義上來說，密碼學是研究如何把信息轉換成一種隱蔽的方式并阻止其他人得到它。密碼術的研究和應用雖有很長的歷史，但在信息論誕生之前，它還沒有系統的理論，直到香農發表的保密通信的信息理論一文，為密碼學確立了一系列的基本原則與指標，如加密運算中的完全性、剩余度等指標，它們與信息的度量有著密切相關。之后才產生了基于信息論的密碼學理論。所以，信息論與密碼學的關系十分密切。近代密碼學由于數據加密標準與公鑰體制的出現與應用，使近代密碼學所涉及的范圍有了極大的發展，尤其是在網絡認證方面得到廣泛應用，但其中的安全性原理與測量標準仍未脫離香農保密系統所規定的要求，多種加密函數的構造，如相關免疫函數的構造仍以香農的完善保密性為基礎。信息論在密碼學中的應用密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科信息論在統計中的應用信息論在統計中的應用一般指信息量在統計中的應用，也有編碼定理與碼結構在統計中的應用等問題。由于統計學研究的問題日趨復雜，如統計模型從線性到非線性，統計分布從單一分布到混合分布，因此信息量在統計中的作用日趨重要，在許多問題中以信息量作為它們的基本度量。信息與統計相結合的其他典型問題還很多，如假設檢驗中的兩類誤差估計問題，試驗設計問題，信息量在有效估計中的應用問題等，這些問題已使信息論與統計學想成相互推動發展的局面。信息論在統計中的應用信息論在統計中的應用一般指信息量在統計中3.2通信與編碼通信是人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下無論采用何種方法，使用何種媒質，將信息從某方準確安全傳送到另方。編碼是用預先規定的方法將文字、數字或其他對象編成數碼，或將信息、數據轉換成規定的電脈沖信號。編碼是信息從一種形式或格式轉換為另一種形式的過程。編碼在電子計算機、電視、遙控和通訊等方面廣泛使用。

3.2通信與編碼通信是人與人或人與自然之間通過某種行為或媒相關課程簡介《通信原理》

本課程在信號和系統的頻域分析方法的基礎上，介紹基本的模擬調制解調技術，重點介紹數字通信系統的基本原理，包括數字基帶傳輸系統、數字頻帶傳輸系統、模擬信號的數字化傳輸以及各種通信系統的抗噪聲性能分析。

通過本課程的學習，使學生熟悉信號頻譜的概念及系統的頻域分析方法，掌握基本的調制解調技術，為后續信息傳輸類專業課程打基礎。

《通信電路》

本課程主要介紹典型的無線通信系統的構成以及無線電信號傳輸原理、高頻設備中的高頻電子線路的組成、原理和分析方法。主要內容包括：高頻緒論、選頻網絡、高頻小信號放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、振幅調制與解調、角度調制與解調等。

通過理論和實踐的教學，使學生掌握高頻電子線路的基本原理與分析方法，貫徹理論聯系實際的原則，培養學生分析問題和解決問題的能力，為將來從事相關領域工作和科學研究奠定堅實的基礎。

相關課程簡介《通信原理》數字通信系統數字通信具有以下優點:抗+擾能力強:傳輸差錯可控;便于對數字信息進行處理、變換和存儲;易于集成;安全性好。數字通信系統傳輸的是數字信號,因此數字通信的發展速度己經明顯的超過模擬通信。數字通信的基本結構：信息源產生的數字信號需要經過編碼電路的轉換后進入信道傳輸,這樣可以在接收端進行檢錯與糾錯,從而降低了誤碼率,提高了傳輸的質量。數字通信系統數字通信具有以下優點:抗+擾能力強:傳輸差錯可控脈沖寬度編碼PIE(PulseIntervalEncoding)全稱為脈沖寬度編碼,原理是通過定義脈沖下降沿之間的不同時間寬度來表示數據。PIE編碼是標準前向鏈路通信時采用的數據編碼方式。它通過脈沖間隔(PulseInterval)的不同長度來區分數據0和l,且在任一符合數據的中間產生一次相位翻轉,如下圖所示。PIE編碼的極性翻轉特性使得編碼數據可無二義性地進行譯碼,且物理上實現容易。脈沖寬度編碼PIE(PulseIntervalEncoCDMA通信編碼擴頻序列設計和選擇是碼分多址(CDMA)數字蜂窩移動通信的關鍵技術之一。擴頻碼序列的設計就是構造不同結構的具有良好特性的偽隨機序列來滿足CDMA系統的要求。目前研究最深入的和使用最多的是m序列和Gold序列及Walsh序列。周期為N的m序列,碼元寬度為幅值為+1或-1的矩形波信號,則m序列信號周期自相關函數是:CDMA通信編碼擴頻序列設計和選擇是碼分多址(CDMA)數字通信編碼舉例一種GSM短消息通信編碼方法一種碼率可調節的高質量語音編碼算法多源分布式協作空時網絡編碼系統通信編碼舉例一種GSM短消息通信編碼方法3.3計算機網絡計算機網絡，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網絡操作系統，網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。3.3計算機網絡計算機網絡，是指將地理位置不同的具有獨立功相關課程簡介《計算機網絡》

本課程按照TCP/IP網絡體系結構，分層次系統地介紹計算機網絡的基本概念，包括物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層及應用層。在介紹網絡各層基本原理實現方法時，結合了近年來迅速發展的網絡技術，如無線局域網、IPv6、WiMax移動通信、衛星通信等。并安排3次計算機網絡實驗與編程實踐。

通過本課程的學習，幫助學生獲得必要的計算機網絡基本知識，了解學科發展前沿，掌握計算機網絡各層協議主要技術和方法；增強網絡相關的應用系統設計和實現能力，促進專業素質的提高。相關課程簡介《計算機網絡》3.3.1計算機網絡技術的發展計算機網絡的發展歷程三個階段：1.二十世紀五十年代初期:第一次將計算機技術與通信技術結合。美國軍方所使用的地面防空系統將系統中進行測量控制的相關設備和系統中的遠程雷達進行連接嘗試，將兩者同時連接到一臺中央計算機上，從此打開了計算機網絡的大門。2.二十世紀六十年代：分組交換的產生。1969年美國國防部下屬的高級研究計劃局建立起來的ARPA網絡，即著名的遠程網絡。3.二十世紀七十年代中期：網絡標準化階段。LAN局域網絡出現。美國的IBM公司首先公布計算機網絡的SNA標準，也就是系統網絡標準，在這之后的DEC公司也提出了DNA標準，也就是數字網絡體系結構。3.3.1計算機網絡技術的發展計算機網絡的發展歷程三個階段計算機網絡技術主要類別第一，局域網--LAN網絡，這是現在人們應用最廣、最常見的一種計算機網絡。又包括了以太網、令牌環網和城域網三個種類。第二，ATM，即異步傳輸模式。是一種能夠在高速網絡當中對數據進行傳輸以及交換的計算機網絡模式，其支持WAN和LAN，能夠讓局域網和廣域網之間實現無縫連接。第三，傳感器網絡。將傳感器技術、分布式信息處理技術、嵌入式計算技術以及通信功能融合在一起，使其不但能夠探測感知到信息，同時還能夠對信息進行采集和傳輸處理。計算機網絡技術主要類別第一，局域網--LAN網絡，這是現在3.3.2常見幾種計算機網絡協議局域網協議：針對局域網上的信息交流而制定的標準，常用的三種局域網協議：NetBEUI、IPX/SPX及其兼容協議和TCP/IP。NetBEUI協議主要適用于微軟的早期操作系統。它占用內存小、使用簡單、運行速度快、效率高。它不具有路由功能，它制定的標準主要是為小型網絡進行服務的，比如在小型網吧或者辦公室里，由十幾臺電腦組成的小型網絡系統可以使用NetBEUI協議。

IPX/SPX協議中，IPX針對的是互連網絡分組交換，SPX針對的是順序分組交換。IPX能夠保證信息在互聯網上傳輸具有透明性和一致性，它具有路由選址以及分組選址的功能。SPX具有信息傳遞的可靠接口，能夠保證數據的傳遞準確無誤。借助該協議可以進行聯機玩游戲，比較方便實用。

TCP/IP協議是目前計算機網絡系統中應用最廣的。TCP是指傳輸控制協議，主要是保證在傳輸層中字節流投遞服務的可靠性；IP是指網間網協議，主要是保證在網絡層中無連接的分組投遞系統的可靠性。3.3.2常見幾種計算機網絡協議局域網協議：針對局域網上的計算機網絡協議廣域網協議：對不同的廣域網上的通信進行定義。如PPP、DDN以及ISDN協議。PPP協議，即點到點協議。主要用于廣域連接，比如“撥號上網”模式。該協議不僅能實現主機到網絡的連接，而且還能實現路由器之間的連接。DDN協議，即數字數據網。它可以借助數字信道對網絡信息進行快速的傳遞。該協議可以和客戶終端設備直接連接，還能和用戶網絡連接。該協議具有連接方式靈活、網絡延時小、傳輸效率高、傳輸業務多等優點。ISDN協議，即綜合業務數字網。它的基本速率接口具有2個B信道和一個D信道，B信道主要用來傳輸數據信息，而D信道主要用到傳輸控制信號。該協議為端與端之間的信息傳遞提供了數字通道，傳遞的速度快、效率高、質量可靠。此外還可以對數據、語音以及圖像等多種信息進行傳輸。計算機網絡協議廣域網協議：對不同的廣域網上的通信進行定義。如計算機網絡協議路由選擇協議：可以在眾多路徑中進行選擇和交換，它可以分為內部路由協議和外部路由協議。路由選擇協議有很多種，如RIP、EGP以及OSPF路由協議。RIP協議開發比較早，使用比較廣泛，屬于內部路由協議。RIP協議適合于小型的網絡系統，它具有運行簡單、會聚時間慢、便于使用和配置等特點。EGP協議是一種距離向量協議，它是第一個外部路由協議。在EGP協議中，引入了自治系統，該協議只在該自治系統負責的網絡中進行信息的廣播，從而可以優化網絡上的信息量。OSPF

路由協議是將外部和內部自治系統進行集成的一個協議，它不僅可以對網絡主干上的信息進行訪問交換，還可以在每個自治系統內進行信息的處理。OSPF路由協議比較復雜,適用于比較復雜的網絡。計算機網絡協議路由選擇協議：可以在眾多路徑中進行選擇和交換，3.3.3計算機網絡數據的交換技術交換設備是一種信息交流最主要的通信設備，在人們相互交流中起著至關重要的作用。隨著信息時代的進步，人們由簡單的異地通話到可視通話、文字、圖像相互傳播，到ATM異步傳輸技術。在交換發展歷程中，數據交換模式主要從起初的電路交換到報文交換，由分組交換再到綜合業務數字交換整個過程。3.3.3計算機網絡數據的交換技術交換設備是一種信息交流最網絡數據的交換技術電路交換：主要有人工對接方式，到計算機技術交換傳輸方式，正在發展結合多媒體格式相互通信的軟交換通信模式。半電子交換機==》全電子交換機。報文交換：主要的傳播方式是通過數據一次性的發送到目的節點，這個數據傳送其不限制長度，但是存在可變性。當人類在進行交流傳送時是將開始站點所要發送的信息傳輸附加到目的站點報文上，所傳送的重點就是報文上發送的后一個站點，一直到最后一個節點為止。分組交換:分組交換中結合了電路交換技術與報文交換技術的特性。通過統計復用方式，寬帶的利用率大大提高。通常以無連接或面向連接方式，使用不固定延續的方式傳送數據信息。網絡數據的交換技術電路交換：主要有人工對接方式，到計算機技術3.3.4計算機網絡安全存在問題及其防范措施計算機網絡安全主要涵蓋硬件、軟件、運行、數據以及信息等方面的安全問題。涉及網絡信息的完整性、真實性以及保密性等。計算機網絡所面臨的安全隱患：網絡系統內存在安全隱患（操作系統網絡安全漏洞）、網絡自身的安全威脅（物理鏈接方式接入竊取）、系統配置問題引發安全漏洞（開放Telnet、匿名FTP、缺乏口令文件安全保護等）、計算機病毒泛濫、計算機網絡管理上存在的安全隱患等。3.3.4計算機網絡安全存在問題及其防范措施計算機網絡安全網絡安全防范措施防火墻技術數據加密技術入侵檢測技術防病毒技術注重備份和恢復網絡安全防范措施防火墻技術3.3.5計算機網絡技術對人類社會發展的影響網絡對人類生活的影響可以說是革命性的。它改變了人們傳統的生活方式，通過Internet，人們可以從浩如煙海的信息中查詢到自己需要的部分，可以和遠隔重洋的親朋好友互通音訊，可以和未曾謀面的陌生人交流情感，可以坐在家中接受全球各地醫學專家的會診，可以實現網上購物、網上婚禮、網上營銷、網上政府。凡此種種，都是人們過去所不能想象的。信息化與數字化和網絡化的高度一體化的信息交流方式使人們明顯感覺到這種新的方式帶給我們的快捷與自由，開放與互動；同時，也有一些人利用網絡牟取暴利，違背了理性，超越了法制的界限而給社會和個人帶來極大危害。3.3.5計算機網絡技術對人類社會發展的影響網絡對人類生活網絡技術對人類社會發展的影響網絡空間的虛擬性，讓人們在這個空間里過于放縱自己，沉迷于這樣的虛擬世界。人們過于沉迷于游戲，沉迷于網絡，而造成了現實中的一些危害，甚至危害到個人的學業、財產和生命。網絡的開放性使得個人的隱私安全得不到根本保障。網絡技術對人類社會發展的影響網絡空間的虛擬性，讓人們在這個空網絡技術對人類社會發展的影響網絡化的交往是“虛擬”的交往，社會成員可以在任何時間、任何地點，就任何內容與自己所關心的對象進行交流。它一方面使道德活動的范圍大幅度拓寬，引發了社會價值觀念互動方式的更新。世界各地區、各民族的風俗習慣、價值觀念以虛擬方式呈現在人們面前，為個體道德的社會化提供了一個廣闊的舞臺，為傳統倫理道德的發展注入了新的生機和活力。另一方面，網絡使現實的真實的社會道德關系日趨松散，使人際關系淡漠，情感疏遠。人們在網絡上交流時，言談舉止都被轉換成二進制的語言，人的音容笑貌以數字化方式在屏幕上傳播，人成了數碼化的存在。網絡技術對人類社會發展的影響網絡化的交往是“虛擬”的交往，社IV信息處理4.1信息處理概述4.1.1信息處理相關概念

4.1.2信息處理技術的發展史

4.1.3信息處理技術的革命性變革

4.1.4信息處理分類4.1.5信息處理技術類型IV信息處理4.1信息處理概述4.1.1信息處理相關概念

信息處理就是對信息的接收、存儲、轉化、傳送和發布等。隨著計算機科學的不斷發展，計算機已經從初期的以“計算”為主的一種計算工具，發展成為以信息處理為主的、集計算和信息處理于一體的、與人們的工作、學習和生活密不可分的一個工具。信息處理技術是指用計算機技術處理信息，計算機運行速度極高，能自動處理大量的信息，并具有很高的精確度。4.1.1信息處理相關概念信息處理就是對信息的接收、存儲由于信息通常載在一定的信號上，對信息的處理總是通過對信號的處理來實現。所以，信息處理往往和信號處理具有類同的含義。信息處理的目的主要是：①提高有效性；②提高抗干擾性；③改善主觀感覺的效果；④對信息進行識別和分類；⑤分離和選擇信息。總之是為了更好地與信宿的性質相匹配,舍棄那些對信宿無關的部分,突出信宿需要的有用部分。信息處理的一個基本規律是“信息不增原理”。這個原理表明，對載荷信息的信號所作的任何處理，都不可能使它所載荷的信息量增加。一般來說，處理的結果總會損失信息，而且處理的環節和次數越多這種損失的機會就越大。雖然信息處理不能增加信息量，卻可以突出有用信息，提高信息的可利用性。由于信息通常載在一定的信號上，對信息的處理總是通過對信號的處4.1.2信息處理技術的發展史有信息就有信息處理。人類很早就開始了信息的記錄、存儲和傳輸，原始社會的“結繩記事”就是指以麻繩和籌碼作為信息載體，用來記錄和存儲信息的。文字的創造，造紙術和印刷術的發明是信息處理的第一次巨大飛躍，計算機的出現和普遍使用則是信息處理的第二次巨大飛躍。長期以來，人們一直在追求改善和提高信息處理的技術，大致可劃分為三個時期。4.1.2信息處理技術的發展史有信息就有信息處理。人類很手工處理時期手工處理時期是用人工方式來收集信息，用書寫記錄來存儲信息，用經驗和簡單手工運算來處理信息，用攜帶存儲介質來傳遞信息。信息人員從事簡單而繁瑣的重復性工作。信息不能及時有效地輸送給使用者，許多十分重要的信息來不及處理，甚至貽誤戰機。手工處理時期手工處理時期是用人工方式來收集信息，用書寫記錄機械信息處理時期隨著科學技術的發展，以及人們對改善信息處理手段的追求，逐步出現了機械式和電動式的處理工具，如算盤、出納機、手搖計算機等，在一定程度上減輕了計算者的負擔。以后又出現了一些較復雜的電動機械裝置，可把數據在卡片上穿孔并進行成批處理和自動打印結果。同時，由于電報、電話的廣泛應用，也極大地改善了信息的傳輸手段，機械式處理比手工處理提高了效率，但沒有本質的進步。機械信息處理時期隨著科學技術的發展，以及人們對改善信息處理計算機處理時期隨著計算機系統在處理能力、存儲能力、打印能力和通信能力等方面的提高，特別是計算機軟件技術的發展，使用計算機越來越方便，加上微電子技術的突破，使微型計算機日益商品化，從而為計算機在管理上的應用創造了極好的物質條件。這一信息處理時期經歷了單項處理、綜合處理兩個階段，現在已發展到系統處理的階段。這樣，不僅各種事務處理達到了自動化，大量人員從繁瑣的事務性勞動中解放出來，提高了效率，節省了行政費用，而且還由于計算機的高速運算能力，極大地提高了信息的價值，能夠及時地為管理活動中的預測和決策提供可靠的依據。計算機處理時期隨著計算機系統在處理能力、存儲能力、打印能力4.1.3信息處理技術的革命性變革第一次信息處理技術上的革命是語言的出現和使用。第二次信息處理技術上的革命是文字的發明和使用。第三次信息處理技術上的革命是印刷術的發明。第四次信息處理技術上的革命是電報、電話、廣播和電視的使用。第五次信息處理技術上的革命是計算機技術和通信技術的融合。4.1.3信息處理技術的革命性變革第一次信息處理技術上的語言的出現和使用

在史前階段，人類以手勢、眼神、動作或某種信號(如點燃烽火、敲擊硬物等)傳遞信息，用感覺器官接受各種自然信息，并與之相適應。但當時信息處理的器官——大腦還不發達。自從人類認識到火的作用這一系統信息以后，從茹毛飲血進而到熟食、取暖、制陶、冶煉，從單純適應客觀世界變成利用信息來改造世界，從而擴大了人類活動和交際的范圍。在生產活動和社會活動中，人們需要不斷交流信息，于是就產生了語言。語言因此成為人類信息交流的第一載體。語言是人類區別于其他生物的重要特征，并始終對人類社會的發展和人類文化的演進有著重要影響。因為人的邏輯思維離不開語言，語言是思維的工具：同時語言又是人類進行意識交流和傳播信息的工具。通過語言進行信息交流，人類不但獲得了大量的信息，同時也促進了人類信息處理器官——大腦的進一步發展。在這一歷史時期，人類依靠大腦儲存信息，通過語言進行信息的交流和傳播。語言的出現和使用在史前階段，人類以手勢、眼神、動作或某種信信息技術

信息技術的核心是現代的計算機技術和通信技術的融合，1946年美國發明了第一臺電子計算機;1957年，前蘇聯發射了第一顆人造衛星。計算機的發明和現代通信技術的使用把人類開發利用信息資源的技術發展和推進到了計算機通信的新階段。計算機與通信技術的結合不是簡單的相加，而是產生了“驚人”的放大效應。計算機作為信息處理工具，其信息存儲、處理、傳輸能力是當今任何其他技術無法與之相比的。現在，以計算機為核心的信息技術幾乎涉及到人類社會的各個方面，從經濟到政治，從生產到消費，從科研到教育，從社會結構到個人生活方式……信息技術影響之廣、作用之大，令人驚嘆。信息技術從社會生產力和人類智力開發兩個方面推動著社會文明的進步，對人類社會必將產生深刻而久遠的影響。信息技術信息技術的核心是現代的計算機技術和通信技術的融合，4.1.4信息處理分類提高有效性的信息處理。根據信宿的性質和特點，壓縮信息量的各種方法都屬于這一類。例如，通過過濾、預測、信源編碼和閾變換等方法，就可以在一定程度上壓縮頻帶、壓縮動態范圍、壓縮數據率。提高抗干擾性的信息處理。針對干擾的性質和特點，對載荷信息的信號進行適當的變換和設計。例如，通過過濾和綜合來消除畫面的條紋干擾或孤立斑點；通過適當的設計使信號具有較強的相關性來抑制隨機噪聲的干擾；通過對信號附加適當的剩余，使信號具有發現和糾正錯誤的能力等，都是這類信息處理技術的應用實例。改善主觀感覺效果的信息處理。這類技術主要應用在圖像處理方面。例如通過灰度變換和修正，通過頻率成分的加重和調整來改善圖像的質量；為了便于觀察圖像各個部分的差別，把灰度差轉換為色彩差，形成假彩色圖等。此外，廣播中的立體聲處理也是改善主觀感覺效果的信息處理技術。4.1.4信息處理分類提高有效性的信息處理。根據信宿的性質信息處理分類識別和分類的信息處理。這是信息處理技術發展較快的一個分支，通常稱為模式識別。根據用戶要求，合理地抽取模式的特征，然后根據一定的準則來對模式進行識別和分類。主要有兩類：基于模式的統計特征和統計推斷理論的統計識別方法；基于模式結構特征和文法推理的文法識別方法。數碼識別、文字識別、語聲識別和特定圖形(如指紋、染色體、癌細胞等)的識別等都取得了較大進展。選擇與分離的信息處理。通常從內容隨時增減變動的數據庫中有選擇地提取信息，或情報檢索和文字加工等，都屬于信息選擇。另外一類是分離信息，如在多數人交談的環境中，只選取一個人的講話。這需要有發話者的語聲識別器。例如，利用基頻和音調等特征來識別出選擇的對象，然后再將有關信息提取出來。在場景識別中，為了從背景中將活動物體圖像分離出來，可以仿照蛙眼識別活動目標的原理，通過側抑制方法來實現。信息處理分類識別和分類的信息處理。這是信息處理技術發展較快的4.1.5信息處理技術類型1．信息系統技術

人類對信息的管理和利用，都是通過信息系統這個工具來完成的，各種系統也只有集成為綜合系統才能充分發揮作用。信息系統技術是以計算機為中心，以數據庫和通信網絡技術為依托實現對信息處理的技術。

2．數據庫技術

我們生活在信息海洋中，但信息是混亂的、無序的，只有將混亂無序的信息變成有序，才能查找和利用。將信息進行整序是數據庫技術的核心內容，它能將相關的信息集合，實現信息的有序存儲和有效利用。

3．檢索技術

4.1.5信息處理技術類型1．信息系統技術4.2數字信號處理4.2.1相關概念

4.2.2相關課程簡介4.2.3數字信號處理技術的發展歷程4.2.4數字信號處理技術的應用4.2.5數字信號處理技術發展趨勢4.2數字信號處理4.2.1相關概念4.2.1相關概念信號(signal)是信息的物理體現形式，或是傳遞信息的函數，而信息則是信號的具體內容。模擬信號(analogsignal)：指時間連續、幅度連續的信號。數字信號(digitalsignal)：時間和幅度上都是離散(量化)的信號。數字信號可用一序列的數表示，而每個數又可表示為二制碼的形式，適合計算機處理。信號處理的內容：濾波、變換、檢測、譜分析、估計、壓縮、識別等一系列的加工處理。模擬信號處理缺點：難以做到高精度，受環境影響較大，可靠性差，且不靈活等。數字系統的優點：體積小、功耗低、精度高、可靠性高、靈活性大、易于大規模集成、可進行二維與多維處理。4.2.1相關概念信號(signal)是信息的物理體現形式數字信號處理就是用數值計算的方式對信號進行加工的理論和技術，英文digitalsignalprocessing，簡稱DSP.數字信號處理器，它是集成專用計算機的一種芯片，只有一枚硬幣那么大。有時人們也將DSP看作是一門應用技術，稱為DSP技術與應用。廣義上，數字信號處理是研究用數字方法對信號進行分析、變換、濾波、檢測、調制、解調以及快速算法的一門技術學科。狹義認為：數字信號處理主要是研究有關數字濾波技術、離散變換快速算法和譜分析方法。數字信號處理就是用數值計算的方式對信號進行加工的理論和技術，4.2.2相關課程簡介《數字信號處理(含實驗)》

本課程在介紹數字信號、系統和信號處理等基本概念的基礎上，討論采樣定理、離散時間信號與系統、信號的頻率分析、線性時不變系統的頻域分析、離散傅里葉變換及其快速實現算法，重點講解數字濾波器的實現和設計，包括有限沖擊響應和無限沖擊響應兩類濾波器。

通過對本課程的學習，使學生了解數字信號的基本概念，掌握數字信號處理的基本理論和方法，為將來從事相關領域工作和科學研究奠定堅實的基礎。4.2.2相關課程簡介《數字信號處理(含實驗)》4.2.3數字信號處理技術的發展歷程追其根源，數字信號處理技術的出現大約是在20世紀60年代左右，美國一家公司正式生產出第一個DSP，標志著數字化技術的誕生。到20世紀70年代的時候，這種技術得到了一定的發展，但是由于技術上的缺陷，這種技術也只能在醫療、生物方面得到應用。到了20世紀80年代，計算機技術的發展帶來了編程能力的提高，DSP開始進入到了快速發展的階段，DSP開始越來越多的應用到了某些高端的領域例如軍事、勘測，由于技術發展并沒有到普及的階段，造價還是比較昂貴的，因此在現實生活中還是很難看到DSP技術的。20世紀90年代，DSP開始進入全面發展的階段，在這個階段內，無論是技術、理論還是制造都達到了一個很高的水平，由于造價的降低，DSP開始越來越多的應用到了日常生活當中。上述發展歷程大多只停留在國際水平上，我國的數字技術的應用還只是局限在某些特定的領域，并沒有實現全國范圍內的普及，近幾年來，廣電總局一直在致力于數字技術的推廣，相信在不久的未來，數字信號處理技術也能夠走進千家萬戶。4.2.3數字信號處理技術的發展歷程追其根源，數字信號處理數字信號處理技術的發展一共有三個階段：單片DSP的產生：在上世紀五十年代到六十年代，對于數字信號處理技術，只可在微處理器上方能實現。這種情況直至七十年代方有所突破，相關人員指出了有關DSP的計算基礎以及理論研究。一些人認為：在1978年

AMI公司研發的S2811，這就是全球第一塊DSP器件，但是在之后的一年，由美國Intel公司所研發的勝勇可編程器件2920，無疑是數字信號處理技術發展的一大豐碑。之后日本NEC公司于1980年發布的PD7720，可謂是全世界第一個商用的DSP芯片，同時還具備硬件乘法器，該芯片被定義為全球第一塊單片DSP器件。上述中所提及的各項技術，是數字信號處理技術發展的先行者，且正式終止了由單一微處理器開展信號處理的階段。數字信號處理技術的發展一共有三個階段：4.2.4數字信號處理技術的應用數字電視

數字化電視能夠使用數字計算技術對電視的視頻和音頻進行編碼，視頻和音頻的處理效果比傳統的模擬信號電視的處理效果好上很多，能夠很大程度上滿足用戶對視覺和聽覺方面的要求，傳輸過程中設置了自動的糾錯程序，很好地體現了智能化因素。數字化電視主要包括數字化演播室設備、數字化傳輸設備以及數字電視接收機三個方面，目前市場上所出售的數字處理電視機雖然在畫面處理上較之于以前有了很大程度上的提高，但是很大一部分仍然是屬于模擬電視機的范圍，無論是其畫面還是性能仍然會有一些差距。數字化音響設備

目前很多唱片公司為歌手錄制唱片時都會使用這種新式設備，相較于傳統的唱片，這種全數字化的模式能夠大幅度地提高其處理聲音的效率和質量，龐大的存儲能力增加了錄音的時間，能夠很好地滿足錄制的需求。數字化手機

數字化的手機在國外的發展已經很成熟了，通過高端的數字處理芯片，能夠很快地對手機信息進行處理，大大地提高了手機的上網速度，再加上數字化的音頻、視頻處理能力，能夠為手機使用者帶來很好的體驗。4.2.4數字信號處理技術的應用數字電視4.2.5數字信號處理技術發展趨勢當前，隨著數字信號的處理技術的不斷更新，不斷發展，其應用領域就像是個浩渺的宇宙，人們對它的研究還遠遠沒有結束。現在對數字信號的處理問題仍是值得思考的課題。隨數字信號處理技術的不斷進步及應用范圍越來越廣，數字信號的處理器不斷革新。經過半個世紀的不斷發展，數字信號處理技術不斷更新發展，占據了信息技術的主要地位。4.2.5數字信號處理技術發展趨勢當前，隨著數字信號的處理目前發展主要趨勢（1）數字信號處理技術將會向更高的運算速度，更低的功耗，更小的幾何尺寸方向發展。隨著電子設備的個性化發展，數字信號處理技術的運算的速率必然會提高，功耗的降低才能同電子設備的發展同步。（2）數字信號處理技術向rDSPCore的微體系內核結構方向發展。（3）隨著單片微型計算機（MCU）在現代視頻會議中的核心作用，通過MCU設備能夠實現完整的網絡視頻會議。數字信號處理技術和單片微型計算機結合發展為數字信號處理技術的新方向。（4）隨著新型的數字信號處理技術的廣泛應用，對數字信號處理裝備的編譯器和高級的語言書寫代碼，成為新一代數字信號處理技術的研究方向。目前發展主要趨勢（1）數字信號處理技術將會向更高的運算速度，4.3圖形與圖像、多媒體技術4.3.1相關課程簡介4.3.2圖形與圖像相關概念4.3.3圖像處理技術的發展與應用4.3.4

計算機圖形圖像處理技術4.3.5計算機圖形圖像技術應用發展4.3.6多媒體技術相關概念4.3.7多媒體技術的應用4.3.8多媒體技術發展狀況

4.3.9多媒體技術的發展趨勢

4.3圖形與圖像、多媒體技術4.3.1相關課程簡介4.3.2圖形與圖像相關概念在這個信息爆炸、信息過剩的社會中，面對紛雜的信息，人們為了快速有效地交流信息，越來越注重對圖形、圖像的利用。圖形：一般是指計算機繪制的畫面，如直線、園、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等。圖像：指由輸入設備捕捉的實際場景畫面或以數字化形式存儲的畫面。圖像的細化分類：模擬圖像是固定在圖層上的畫面。如一張照片，就是通過化學攝影術而制成的一幅靜態的畫面，它一旦形成就很難再改變。數字圖像是以0或1的二進制數據表示的，其優點是便于修改、易于復制和保存。數字圖像可以分為以下2種形式：矢量圖和位圖。4.3.2圖形與圖像相關概念在這個信息爆炸、信息過剩的社會圖像文件存儲格式常用的文件格式：BMP、PSD、TIFF、GIF、JPEG、EPS、DXF、PS、WMF、SWFBMP：標準的WINDOWS或OS/2的圖形圖像的基本位圖格式。JPG：有損壓縮的靜態圖像文件存儲格式。GIF：壓縮圖像存儲格式，使用LZW壓縮方法，壓縮比較高，文件長度比較小。TIF：工業標準格式，支持所有圖像類型，分為壓縮和非壓縮兩大類。BMP：最典型的應用BMP格式的程序就是Windows的畫筆。BMP是用于Windows和OS/2的位圖（Bitmap）格式，文件幾乎不壓縮，占用磁盤空間較大，它的顏色存儲格式有1位、4位、8位及24位。開發Windows環境下的軟件時，BMP格式是最不容易出問題的格式，并且DOS與Windows環境下的圖像處理軟件都支持該格式，因此，該格式是當今應用比較廣泛的一種格式。但缺點是該格式文件比較大，所以只能應用在單機上，不受網絡歡迎。圖像文件存儲格式常用的文件格式：BMP、PSD、TIFF、G4.3.3圖像處理技術的發展與應用圖像處理的發展與計算機以及硬件技術的發展是緊密聯系的,大致上可以分為四個階段:第一階段的時間大體上是20世紀60年代到80年代中期,這個時期的圖像處理系統采用機箱式結構,主要采用小型機;第二階段的時間大體上是20世紀80年代中期到90年代初期,這個階段的主要特點是小型化,采用插卡式,采用雙屏操作方式;第三階段的時間大體上是從20世紀90年代初開始,這一階段圖像處理系統突出特點是單屏方式,以微機PCI總線支持的單屏方式和圖像壓縮傳輸的通信方式成為主流;第四階段隨著運算能力很強的數字信號處理器(DSP)的問世,使現代圖像處理系統進入了和計算機緊密結合的全數字階段。4.3.3圖像處理技術的發展與應用圖像處理的發展與計算數字圖像處理技術的傳統應用領域(1)遙感中的應用。遙感圖像處理的用處越來越大,并且其效率和分辨率也越來越高。它被廣泛應用于土地測繪、資源調查、氣象監測、環境污染監督、軍事偵察等領域。雖然目前遙感技術已經比較成熟,但是還必須解決其數據量龐大、處理速度慢的缺點。(2)醫學中的應用。在醫學領域利用圖像處理技術可以實現無癰、安全方便的診斷和治療。其中最突出的臨床應用就是超聲、核磁共振、CT技術等。比如,可以采用模式識別技術進行染色體數量的統計與識別,其步驟:1)先通過低通濾波去噪音;2)提取邊緣;3)通過腐蝕去粘連;4)統計連通區域的個數,得到染色體的數量。數字圖像處理技術的傳統應用領域(1)遙感中的應用。遙感圖像處4.3.4計算機圖形圖像處理技術計算機圖形圖像處理技術實質上就是把概念或者描述性形象用數據或者幾何模型在計算機中的顯現、修改、優化和定稿存儲的一系列過程。其用途主要是：對圖像做幾何方式的顯示形式轉換，具體形式為平移、旋轉、縮放、投影等；圖像存儲的數字化以及圖像復原、增強、編碼、分析與分割等操作；圖形曲面與曲線進行擬合操作；圖像隱面和隱線的消除；計算機圖像進行造型和建模設計；做相關的明暗和紋理貼圖處理以及色彩設計。4.3.4計算機圖形圖像處理技術計算機圖形圖像處理技術實質五大基本功能計算機圖形圖像處理技術主要基于計算機圖形系統形成五項基本功能，分別是：計算、存儲、輸出、輸入和對話這五項功能。計算功能就是在設計圖形圖像時借助計算機圖形圖像處理技術做必要的計算分析和數據交換。存儲功能就計算機上的圖形圖像數據進行實時監控下的維護和檢索。輸出和輸入功能是借助計算機圖形系統達到圖形圖像數據輸出和輸入的目的。對話功能則是利用計算機顯示器與交互通訊設備實現人機之間的數據交流。五大基本功能計算機圖形圖像處理技術主要基于計算機圖形系統形成4.3.5計算機圖形圖像技術應用發展1.輔助工業設計和制造當前，工業界圖形圖像處理技術應用極為廣泛，其中最為活躍的基于計算機圖圖像處理技術的設計軟件是CAu和CAD軟件，在工業產品設計和產品制造，甚至土木工程等都得到廣泛應用，并在電子線路、網絡分析和集成電路等多個電子工業領域得到廣泛應用。相比人工設計具有高精度和快速的優勢，并避免了人工設計的高誤差問題，有利于提高工業設計質量，保證工業產品大批量生產質量，同時在降低質檢投入時保證質檢質量。伴隨著信息網絡技術的發展，基于網絡經濟下多地域協同設計工作也日益頻繁，這也使得工業設計對計算機圖形圖像處理技術更加依賴。2.可視化科學計算計算機圖形圖像處理技術和計算機信息技術的結合可以實現對海量和復雜結構的數據信息用計算機圖形做出有效的數據歸類，并可以在操作人員的操作過程用具有數據信息本質特征和共性特征進行類別檢索，從而提高了數據處理的效率。19世紀美國科學基金會提出了科學計算的可視化，目前該科學計算的可視化技術被廣泛應用于醫學、流體力學、氣象分析等領域。而科學計算的可視化技術在醫學領域具有較大的發展空間，其中醫學領域的腦部遠程手術技術是利用高精密度的遠程可視化科學計算來實現的。4.3.5計算機圖形圖像技術應用發展1.輔助工業設計和制4.3.6多媒體技術相關概念媒體（Media）就是人與人之間實現信息交流的中介，簡單地說，就是信息的載體，也稱為媒介。媒體有兩種含義：其一是指傳播信息的載體，如語言、文字、圖像、視頻、音頻等等；其二是指存貯信息的載體，如ROM、RAM、磁帶、磁盤、光盤等，目前，主要的載體有CD-ROM、VCD、DVD、網頁等。多媒體（Multimedia）就是多種媒體的意思，可以理解為直接作用于人感官的文字、圖形、圖像、動畫、聲音和視頻等各種媒體的統稱，即多種信息載體的表現形式和傳遞方式。多媒體技術（MultimediaTechnology）是利用計算機對文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息綜合處理、建立邏輯關系和人機交互作用的技術。4.3.6多媒體技術相關概念媒體（Media）就是人與人之多媒體技術涉及面廣主要包括:音頻技術:音頻采樣、壓縮、合成及處理、語音識別等。視頻技術:視頻數字化及處理。圖像技術:圖像處理、圖像、圖形動態生成。圖像壓縮技術:圖像壓縮、動態視頻壓縮。通信技術:語音、視頻、圖像的傳輸。標準化:多媒體標準化。多媒體技術涉及面廣主要包括:4.3.7多媒體技術的應用多媒體系統的應用更以極強的滲透力進入人類生活的各個領域，如游戲、教育、檔案、圖書、娛樂、藝術、股票債券、金融交易、建筑設計、家庭、通訊等等。1.教育與培訓

世界各國的教育家們正努力研究用先進的多媒體技術改進教學與培訓。以多媒體計算機為核心的現代教育技術使教學手段豐富多彩，使計算機輔助教學(CAI)如虎添翼。實踐已證明多媒體教學系統有如下效果：(1)學習效果好。(2)說服力強。(3)教學信息的集成使教學內容豐富，信息量大。(4)感官整體交互，學習效率高。(5)各種媒體與計算機結合可以使人類的感官與想象力相互配合，產生前所未有的思維空間與創造資源。4.3.7多媒體技術的應用多媒體系統的應用更以極強的滲透力多媒體技術應用領域1.教育（形象教學、模擬展示）：電子教案、形象教學、模擬交互過程、網絡多媒體教學、仿真工藝過程。2.商業廣告（特技合成、大型演示）：影視商業廣告、公共招貼廣告、大型顯示屏廣告、平面印刷廣告。3.影視娛樂業（電影特技、變形效果）：電視/電影/卡通混編特技、演藝界MTV特技制作、三維成像模擬特技、仿真游戲、賭博游戲。4.醫療（遠程診斷、遠程手術）：網絡多媒體技術、網絡遠程診斷、網絡遠程操作（手術）。5.旅游（景點介紹）：風光重現、風土人情介紹、服務項目。6.人工智能模擬（生物、人類智能模擬）：生物形態模擬、生物智能模擬、人類行為智能模擬。多媒體技術應用領域1.教育（形象教學、模擬展示）：電子教案V系統與控制

5.1系統與控制相關概念系統泛指由一群有關連的個體組成，根據預先編排好的規則工作，能完成個別元件不能單獨完成的工作的群體。一群有相互關聯的個體組成的集合稱為系統。中國學者錢學森認為：系統是由相互作用相互依賴的若干組成部分結合而成的，具有特定功能的有機整體，而且這個有機整體又是它從屬的更大系統的組成部分。英文中系統（system）一詞來源于古代希臘文（systεmα）意為部分組成的整體。系統的定義應該包含一切系統所共有的特性。一般系統論創始人貝塔朗菲定義：“系統是相互聯系相互作用的諸元素的綜合體”。這個定義強調元素間的相互作用以及系統對元素的整合作用。V系統與控制

5.1系統與控制相關概念系統是普遍存在的，在宇宙間，從基本粒子到河外星系，從人類社會到人的思維，從無機界到有機界，從自然科學到社會科學，系統無所不在。按宏觀層面分類，它大致可以分為自然系統、人工系統、復合系統。自然系統：系統內的個體按自然法則存在或演變，產生或形成一種群體的自然現象與特征。

自然系統包括生態平衡系統、生命機體系統、天體系統、物質微觀結構系統以及社會系統等等。人工系統：系統內的個體根據人為的、預先編排好的規則或計劃好的方向運作，以實現或完成系統內各個體不能單獨實現的功能、性能與結果。

人工系統包括立體成像系統、生產系統、交通系統、電力系統、計算機系統、教育系統、醫療系統、企業管理系統等等。復合系統：復合系統是自然系統和人工系統的組合。

復合系統包括導航系統、交通管理系統和人一機系統等等。維納在創立控制論的過程中，把動物、機器的通訊和控制看做是一個系統。為了明確研究的對象，人為地將物質或空間與其余物質或空間分開，被劃定的研究對象稱為系統。在熱學中，通常把一定質量的氣體作為研究對象，此研究對象就稱為系統。在流體力學中，眾多流體質點的集合稱為系統。

人體由運動系統、神經系統、內分泌系統、循環系統、呼吸系統、消化系統、泌尿系統、生殖系統八大系統構成。系統是普遍存在的，在宇宙間，從基本粒子到河外星系，從人類社會系統本質特征1．群體性特征：系統是由系統內的個體集合構成的。

2．個體性特征：系統內的個體是構成系統的元素，沒有個體就沒有系統。

3．關聯性特征：系統內的個體是相互關聯的。

4．結構性特征：系統內相互關聯的個體是按一定的結構框架存在的。

5．層次性特征：系統與系統內的個體之關聯信息的傳遞路徑是分層次的。

6．模塊性特征：系統母體內部是可以分成若干子塊的。

7．獨立性特征：系統作為一個整體是相對獨立的。

8．開放性特征：系統作為一個整體又會與其它系統相互關聯相互影響。系統本質特征1．群體性特征：系統是由系統內的個體集合構成系統科學

以系統為研究和應用對象的一門新興的科學技術體系。它是現代科學技術體系中一門領袖學科。中國科學家錢學森為建立和發展系統科學作出了重大貢獻。錢學森從應用系統思想、觀點和系統方法去研究整個客觀世界的角度出發，在總結、概括已有系統研究成果的基礎上，于70年代末首先提出了系統科學和系統科學部門內的層次結構。它是由三個層次、很多門學科與技術所構成：①直接用于改造客觀世界而處在工程技術層次上的是系統工程。系統工程是組織管理系統的技術，因系統類型不同而有各類系統工程，如工程系統工程、經濟系統工程、社會系統工程等。②直接為系統工程提供理論基礎而處于技術科學層次上的有控制論（如工程控制論、生物控制論、經濟控制論、社會控制論等）、運籌學和信息論。③揭示系統普遍性質和一般規律而處在基礎科學層次上的是系統學，這是一門正在建立的新學科。系統科學通向哲學的橋梁是系統論（或稱系統觀），它屬于哲學范疇。系統科學以系統為研究和應用對象的一門新興的科學技術體系。它系統工程實現系統最優化的科學。1957年前后正式定名。1960年左右形成體系。是一門高度綜合性的管理工程技術，涉及應用數學（如最優化方法、概率論、網絡理論等）、基礎理論（如信息論、控制論、可靠性理論等）、系統技術（如系統模擬、通信系統等）以及經濟學、管理學、社會學、心理學等各種學科。系統工程的主要任務是根據總體協調的需要，把自然科學和社會科學中的基礎思想、理論、策略、方法等從橫的方面聯系起來，應用現代數學和電子計算機等工具，對系統的構成要素、組織結構、信息交換和自動控制等功能進行分析研究，借以達到最優化設計，最優控制和最優管理的目標。系統工程大致可分為系統開發、系統制造和系統運用等3個階段，而每一個階段又可分為若干小的階段或步驟。系統工程的基本方法是：系統分析、系統設計與系統的綜合評價（性能、費用和時間等）。系統工程的應用日趨廣泛，至20世紀70年代已發展成許多分支，如經營管理系統工程、后勤系統工程、行政系統工程、科研系統工程、環境系統工程、軍事系統工程等。系統工程實現系統最優化的科學。1957年前后正式定名。19系統仿真所謂系統仿真，就是根據系統分析的目的，在分析系統各要素性質及其相互關系的基礎上，建立能描述系統結構或行為過程的、且具有一定邏輯關系或數量關系的仿真模型，據此進行試驗或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。系統仿真的基本方法是建立系統的結構模型和量化分析模型，并將其轉換為適合在計算機上編程的仿真模型，然后對模型進行仿真實驗。分為兩大類，即連續系統仿真方法和離散系統仿真方法。還有一些用于系統(特別是社會經濟和管理系統)仿真的特殊而有效的方法，如系統動力學方法、蒙特卡洛法等。系統動力學方法通過建立系統動力學模型(流圖等)、利用DYNAMO仿真語言在計算機上實現對真實系統的仿真實驗，從而研究系統結構、功能和行為之間的動態關系。系統仿真所謂系統仿真，就是根據系統分析的目的，在分析系統各5.1.2控制相關概念控制是根據組織的計劃和事先規定的標準，監督檢查各項活動及其結果，并根據偏差或調整行動或調整計劃，使計劃和實際相吻合，保證目標實現。計算機控制是指在自動控制系統中，用電子計算機作為控制裝置組成部分的控制方式。在計算機控制系統中，廣泛采用屏幕顯示(CRT）和人-機通信方式,操作人員在操作臺上進行整個車間或工段的生產管理，使生產操作改變了原來的面貌，并能實現操作優化。自適應控制，不少控制對象的特性是時變的，需要隨時進行修正，然后按修正后的特性和指定的控制規律，隨時計算并進行控制（系統中的在線辨識和按偏差的某種形式為準則而進行的控制）。計算機控制在理論上，除了用常規控制中所用的經典控制理論外，還必須采用現代控制理論，才能完善控制中的計算。在現場實施中,可以只用計算機作復雜的控制計算,將計算結果轉換成為常規調整器的設定值信號，然后指令常規系統進行具體控制的工作；也可以不用常規系統而直接由計算機計算并命令調節閥工作。5.1.2控制相關概念控制是根據組織的計劃和事先規定的標5.2相關課程簡介《計算機控制系統》課程任務與目標：該課程主要以計算機控制理論及其實現技術為主體，包括計算機控制系統理論基礎及設計方法、計算機控制系統的實現等，使學生能夠了解與掌握計算機控制系統從設計到實現的全過程。課程主要內容：一部分為計算機控制理論基礎，包括計算機控制系統的組成，信號形式，系統模型及特性等；另一方面為計算機控制系統控制器的設計方法，包括連續域離散化設計方法、直接離散化設計方法、狀態空間方法等；最后一方面包括計算機控制系統實現技術，包括輸入輸出接口技術、信號處理方法、控制算法實現等。5.2相關課程簡介《計算機控制系統》5.3控制論與控制系統二次世界大戰后,出現了一些嶄新的學科,如控制論、系統論等。它們從不同側面揭示了客觀物質世界的本質聯系和運動規律。為現代科學技術的發展提供了新思維、新方法,徹底改變了世界的科學圖景和當代科學家的思維方式。控制論是自動控制、電子技術、無線電通訊、神經生理學、心理學、醫學、數學邏輯、計算機技術、統計力學等多種學科相互滲透的產物。5.3控制論與控制系統二次世界大戰后,出現了一些嶄新的學科5.3.1控制論的產生與發展早在1943年維納等人發表了《行為、目的和目的論》一文,第一次把只屬于生物的有目的行為賦予機器,闡明了控制論的基本思想。維納在多年的研究工作中,發現了重要的反饋概念。他認識到,穩定活動的方法之一,是把活動的結果所決定的一個量,作為信息的新調節部分,返回控制器中。這個反饋的任何超越度,都是由一個方向相反的校正活動來補償。并認為,目的性的行為可以用反饋來代替,從而突破了生命與非生命的界限,第一次把目的性行為這個生物所特有的概念賦予機器。闡明了控制論的基本思想。1948年維納又發表了《控制論》,為這門新學科奠定了理論基礎,標志著它的正式誕生。與此同時,一系列的學術成就又為控制論提供了理論根據和實驗裝置。電子計算機的設計制造和運行過程,可以說是控制論思想的一次實踐,它的誕生反過來迫切要求人們從理論上闡明控制論思想,這就加速了這門學科的誕生。20世紀50年代以后,是控制論的發展時期。1954年,我國科學家錢學森在美國運用控制論的思想和方法,首創了工程控制論,把控制論推廣到工程技術領域,接著神經控制論、生物控制論問世,到20世紀60-70年代,又相繼出現了經濟控制論和社會控制論。目前控制論還在向許多領域滲透,并在兩個縱深方向上迅速擴展,正在形成大系統理論和智能控制。5.3.1控制論的產生與發展早在1943年維納等人發表了《5.3.2控制論大師維納控制論的開山鼻祖—諾伯特·維納（1894～1964）。他4歲開始讀書，7歲能讀科學文獻，9歲進入中學，12歲進入塔夫茨學院成為少年大學生，15歲時進哈佛大學，18歲時獲數理邏輯博士學位。維納一生特立獨行，從小到大都有很多有意思的傳說。5.3.2控制論大師維納控制論的開山鼻祖—諾伯特·維納（1維納7歲那年入學報名時，老師們經過反復考問，驚詫地發現，這個不滿7歲的孩子已經學完了從初等數學到解析幾何全套中學數學教材，還學了物理、化學、法語、德語和拉丁語。他的閱讀面也特別廣，從進化論專著到世界文學名著，幾乎無所不讀。博士學位授予儀式上，執行主席看到一臉稚氣的維納，頗為驚訝，于是就當面詢問他的年齡。維納不愧為數學神童，他十分巧妙地以一個數學問題回答：“我今年歲數的立方是個四位數，四次方是個六位數，這兩個數，剛好把十個數字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全都用上了，不重不漏。這意味著全體數字都向我俯首稱臣，預祝我將來在數學領域里一定能干出一番驚天動地的大事業。”維納此言一出，四座皆驚，在座的學者們都被他的這道妙題吸引住了。整個會場上的人，都在議論他的年齡問題。（18—21）驗算一下，18的立方等于5832，四次方等于104976，恰好“不重不漏”地用完了十個阿拉伯數字，多么完美的組合！維納7歲那年入學報名時，老師們經過反復考問，驚詫地發現，這個5.3.3控制系統控制系統是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統。控制系統意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構或其他設備內任何感興趣或可變化的量。控制系統同時是為了使被控制對象達到預定的理想狀態而實施的。控制系統使被控制對象趨于某種需要的穩定狀態。5.3.3控制系統控制系統是指由控制主體、控制客體和控制媒5.3.4控制系統分類

按控制原理的不同，自動控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統。在開環控制系統中，系統輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中，基于按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統；由順序