电子信息类专业导论（第3版）
定价：￥59.90
作者： 张有光等
出版时间：2025-07
出版社：电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121456732
- 3版
- 464989
- 60266575-4
- 平塑
- 16开
- 2025-07
- 525
- 328
- 工学
- 电子信息类
- 电子信息工程
- 本科
内容简介
本书可作为电子信息类专业导论课程的教材。作者从身边感性事物“智能手机”入手，介绍移动通信、集成电路、计算之芯、信息存储、数码影像、人机交互、移动互联、移动应用八个方面的专业知识。通过追溯科学发现、技术发明与产业创新的演变历史，穿插人物故事、创业案例，将电子信息的专业内涵蕴藏其中，使读者不仅能了解专业技术，还能体会到工程师的能力与态度，甚至科学家与企业家的精神。展望未来，将智能手机与5G/6G、物联网、大数据、云计算、人工智能、集成电路、无人驾驶等核心技术与前沿产业紧密联系起来，彰显电子信息类专业发展的无限可能性。 选择智能手机，不只是由于其产业重要性、社会普及性、技术综合性，而且同学们已经具有长期使用经验，由此追寻背后的科学原理、工程技术、人文艺术、创新创业，容易激发大家的学习兴趣，符合认知规律和教育原理。
目录
目 录
第1章 移动通信 1
1.1 移动通信的早期历史 2
1.1.1 通信的早期历史：有线电报与电话 2
1.1.2 给信息插上翅膀：无线电通信技术 3
1.1.3 通信的数学理论：香农及其信息论 4
1.2 第一代移动通信：移动通信探索时代 5
1.2.1 蜂窝移动通信系统的诞生 5
1.2.2 模拟信号与模拟通信系统 7
1.2.3 移动通信的骨和肉：基站与频谱资源 8
1.2.4 模拟移动通信系统：频分多址（FDMA） 10
1.3 第二代移动通信：长江后浪推前浪 10
1.3.1 数字时代的赶超者：诺基亚与GSM 11
1.3.2 卧薪尝胆的颠覆者：高通与CDMA 13
1.4 第三代移动通信：中国标准崭露头角 15
1.4.1 CDMA技术、波束赋形及其智能天线 16
1.4.2 TD-SCDMA：中国标准开始登上舞台 18
1.4.3 智能手机：推动3G业务快速发展 20
1.5 第四代移动通信：中国与欧盟并驾齐驱 22
1.5.1 OFDM技术：似曾相识燕归来 23
1.5.2 MIMO技术：柳暗花明又一村 24
1.5.3 4G时代：中国企业的群体突破 25
1.6 第五代移动通信：中国企业开始领跑 26
1.6.1 5G的三大应用场景与性能指标 26
1.6.2 5G关键技术：无线、编码与网络 29
1.6.3 5G标准与产业：突显中国的力量 33
1.7 总结与展望 36
思考题 37
参考文献 38
第2章 集成电路 39
2.1 从电子管到晶体管 40
2.1.1 晶体检波器：电子器件的首秀 40
2.1.2 电子管：电子时代的来临 40
2.1.3 晶体管诞生：信息时代的开端 43
2.2 集成电路的发明与发展 46
2.2.1 集成电路的诞生：基尔比与诺伊斯 46
2.2.2 集成电路的发展：摩尔与摩尔定律 50
2.3 集成电路的制造工艺 52
2.3.1 集成电路的器件演进 52
2.3.2 集成电路的制造设备 59
2.3.3 集成电路的工艺流程 63
2.4 集成电路设计与EDA 65
2.4.1 集成电路设计流程与设计自动化 66
2.4.2 专用集成电路ASIC：专用芯片 67
2.4.3 可编程芯片FPGA：万能数字芯片 68
2.4.4 系统级芯片SoC：软硬件协同设计 69
2.5 集成电路产业发展模式 70
2.5.1 集成器件制造（IDM）模式 70
2.5.2 集成电路Fabless与Foundry模式 70
2.5.3 集成电路设计的IP模式 72
2.5.4 集成电路的封装与测试 72
2.5.5 集成电路产业生态系统 73
2.6 总结与展望 74
思考题 75
参考文献 76
第3章 计算之芯 77
3.1 图灵、冯·诺依曼与大型计算机 78
3.1.1 图灵与逻辑计算原型：图灵机 78
3.1.2 ENIAC与冯·诺依曼计算体系架构 80
3.1.3 大型计算机与IBM System/360 83
3.2 个人计算机与微处理器 86
3.2.1 英特尔与微处理器的诞生 86
3.2.2 牵牛星：PC的雏形 87
3.2.3 Apple-Ⅱ：PC商业化 89
3.2.4 IBM PC与兼容机的普及 90
3.2.5 Wintel商业生态的形成 91
3.3 计算体系架构与指令集 92
3.3.1 英特尔的第一个X86体系 93
3.3.2 融合GPU的CPU系列产品 94
3.3.3 复杂指令集与精简指令集 94
3.3.4 ARM的诞生及其生态系统 96
3.3.5 ARM的商业模式：IP授权 97
3.3.6 ARM搭上智能手机的快车 98
3.3.7 ARM的挑战与RISC-V的机遇 99
3.4 基带处理器 100
3.4.1 基带处理器概述 100
3.4.2 高通基带处理器 101
3.4.3 华为基带处理器 102
3.4.4 其他基带处理器 103
3.5 图形处理器 104
3.5.1 什么是图形处理器 104
3.5.2 苹果的图形处理器 105
3.5.3 高通的图形处理器 106
3.5.4 华为的图形处理器 106
3.6 移动处理器与人工智能 107
3.6.1 人工智能简介 107
3.6.2 华为麒麟与神经网络处理器 108
3.6.3 苹果处理器与神经网络引擎 109
3.6.4 高通骁龙与神经网络处理引擎 110
3.7 非冯·诺依曼架构 110
3.7.1 存算一体技术 110
3.7.2 类脑计算技术 110
3.8 总结与展望 111
思考题 112
参考文献 113
第4章 信息存储 114
4.1 机械硬盘发展简史 115
4.1.1 机械硬盘的诞生与IBM 350 115
4.1.2 温彻斯特技术与PC硬盘 116
4.1.3 硬盘的快速发展与GMR技术 117
4.1.4 微硬盘与音乐播放器iPod 119
4.2 固态硬盘发展简史 121
4.2.1 浮栅晶体管与EPROM 121
4.2.2 NAND的发明与产业化 124
4.2.3 闪存早期应用：优盘的发明 126
4.2.4 闪存大规模应用：固态硬盘 126
4.2.5 大容量闪存：MLC与3D NAND 127
4.2.6 长江存储与闪存国产化之路 129
4.3 计算机内存：SRAM与DRAM 130
4.3.1 静态随机存储器与存储体系架构 130
4.3.2 登纳德与动态随机存储器的发明 132
4.3.3 动态随机存储器的快速发展之路 134
4.3.4 动态随机存储器的大容量化方法 135
4.4 忆阻器与阻变式随机存储器 136
4.4.1 蔡少棠教授与迷失的第四元件 136
4.4.2 无心插柳：忆阻器元件的发现 137
4.4.3 阻变式随机存储器：非易失性 139
4.4.4 忆阻器与存内计算、类脑计算 139
4.5 自旋电子与磁性随机存储器 140
4.5.1 巨磁阻效应与自旋电子学的诞生 140
4.5.2 隧穿磁阻效应与磁性随机存储器 141
4.5.3 自旋转移矩磁性随机存储器 143
4.5.4 自旋轨道矩磁性随机存储器 145
4.6 总结与展望 148
思考题 149
参考文献 149
第5章 数码影像 151
5.1 摄影与摄像：留住精彩瞬间 152
5.1.1 影像系统的基本结构 152
5.1.2 数码摄影与智能手机 154
5.1.3 多摄：量变引发质变 155
5.1.4 人像模式与ToF镜头 157
5.1.5 高倍变焦与潜望式镜头 158
5.2 图像传感器与智能处理 159
5.2.1 开启数码影像的大门：CCD图像传感器 159
5.2.2 数码影像跃上新台阶：CMOS图像传感器 162
5.2.3 镜头背后的影像功臣：ISP与图像信号处理 163
5.2.4 数码影像自动化核心：AI智能处理技术 163
5.3 薄膜晶体管-液晶显示（TFT-LCD） 165
5.3.1 TFT-LCD的概念与早期发展 165
5.3.2 液晶的发现与液晶物理学 168
5.3.3 TFT-LCD产业化：日本企业从小处入手 170
5.3.4 TFT-LCD产业转移：韩国的反周期投资 1
第1章 移动通信 1
1.1 移动通信的早期历史 2
1.1.1 通信的早期历史：有线电报与电话 2
1.1.2 给信息插上翅膀：无线电通信技术 3
1.1.3 通信的数学理论：香农及其信息论 4
1.2 第一代移动通信：移动通信探索时代 5
1.2.1 蜂窝移动通信系统的诞生 5
1.2.2 模拟信号与模拟通信系统 7
1.2.3 移动通信的骨和肉：基站与频谱资源 8
1.2.4 模拟移动通信系统：频分多址（FDMA） 10
1.3 第二代移动通信：长江后浪推前浪 10
1.3.1 数字时代的赶超者：诺基亚与GSM 11
1.3.2 卧薪尝胆的颠覆者：高通与CDMA 13
1.4 第三代移动通信：中国标准崭露头角 15
1.4.1 CDMA技术、波束赋形及其智能天线 16
1.4.2 TD-SCDMA：中国标准开始登上舞台 18
1.4.3 智能手机：推动3G业务快速发展 20
1.5 第四代移动通信：中国与欧盟并驾齐驱 22
1.5.1 OFDM技术：似曾相识燕归来 23
1.5.2 MIMO技术：柳暗花明又一村 24
1.5.3 4G时代：中国企业的群体突破 25
1.6 第五代移动通信：中国企业开始领跑 26
1.6.1 5G的三大应用场景与性能指标 26
1.6.2 5G关键技术：无线、编码与网络 29
1.6.3 5G标准与产业：突显中国的力量 33
1.7 总结与展望 36
思考题 37
参考文献 38
第2章 集成电路 39
2.1 从电子管到晶体管 40
2.1.1 晶体检波器：电子器件的首秀 40
2.1.2 电子管：电子时代的来临 40
2.1.3 晶体管诞生：信息时代的开端 43
2.2 集成电路的发明与发展 46
2.2.1 集成电路的诞生：基尔比与诺伊斯 46
2.2.2 集成电路的发展：摩尔与摩尔定律 50
2.3 集成电路的制造工艺 52
2.3.1 集成电路的器件演进 52
2.3.2 集成电路的制造设备 59
2.3.3 集成电路的工艺流程 63
2.4 集成电路设计与EDA 65
2.4.1 集成电路设计流程与设计自动化 66
2.4.2 专用集成电路ASIC：专用芯片 67
2.4.3 可编程芯片FPGA：万能数字芯片 68
2.4.4 系统级芯片SoC：软硬件协同设计 69
2.5 集成电路产业发展模式 70
2.5.1 集成器件制造（IDM）模式 70
2.5.2 集成电路Fabless与Foundry模式 70
2.5.3 集成电路设计的IP模式 72
2.5.4 集成电路的封装与测试 72
2.5.5 集成电路产业生态系统 73
2.6 总结与展望 74
思考题 75
参考文献 76
第3章 计算之芯 77
3.1 图灵、冯·诺依曼与大型计算机 78
3.1.1 图灵与逻辑计算原型：图灵机 78
3.1.2 ENIAC与冯·诺依曼计算体系架构 80
3.1.3 大型计算机与IBM System/360 83
3.2 个人计算机与微处理器 86
3.2.1 英特尔与微处理器的诞生 86
3.2.2 牵牛星：PC的雏形 87
3.2.3 Apple-Ⅱ：PC商业化 89
3.2.4 IBM PC与兼容机的普及 90
3.2.5 Wintel商业生态的形成 91
3.3 计算体系架构与指令集 92
3.3.1 英特尔的第一个X86体系 93
3.3.2 融合GPU的CPU系列产品 94
3.3.3 复杂指令集与精简指令集 94
3.3.4 ARM的诞生及其生态系统 96
3.3.5 ARM的商业模式：IP授权 97
3.3.6 ARM搭上智能手机的快车 98
3.3.7 ARM的挑战与RISC-V的机遇 99
3.4 基带处理器 100
3.4.1 基带处理器概述 100
3.4.2 高通基带处理器 101
3.4.3 华为基带处理器 102
3.4.4 其他基带处理器 103
3.5 图形处理器 104
3.5.1 什么是图形处理器 104
3.5.2 苹果的图形处理器 105
3.5.3 高通的图形处理器 106
3.5.4 华为的图形处理器 106
3.6 移动处理器与人工智能 107
3.6.1 人工智能简介 107
3.6.2 华为麒麟与神经网络处理器 108
3.6.3 苹果处理器与神经网络引擎 109
3.6.4 高通骁龙与神经网络处理引擎 110
3.7 非冯·诺依曼架构 110
3.7.1 存算一体技术 110
3.7.2 类脑计算技术 110
3.8 总结与展望 111
思考题 112
参考文献 113
第4章 信息存储 114
4.1 机械硬盘发展简史 115
4.1.1 机械硬盘的诞生与IBM 350 115
4.1.2 温彻斯特技术与PC硬盘 116
4.1.3 硬盘的快速发展与GMR技术 117
4.1.4 微硬盘与音乐播放器iPod 119
4.2 固态硬盘发展简史 121
4.2.1 浮栅晶体管与EPROM 121
4.2.2 NAND的发明与产业化 124
4.2.3 闪存早期应用：优盘的发明 126
4.2.4 闪存大规模应用：固态硬盘 126
4.2.5 大容量闪存：MLC与3D NAND 127
4.2.6 长江存储与闪存国产化之路 129
4.3 计算机内存：SRAM与DRAM 130
4.3.1 静态随机存储器与存储体系架构 130
4.3.2 登纳德与动态随机存储器的发明 132
4.3.3 动态随机存储器的快速发展之路 134
4.3.4 动态随机存储器的大容量化方法 135
4.4 忆阻器与阻变式随机存储器 136
4.4.1 蔡少棠教授与迷失的第四元件 136
4.4.2 无心插柳：忆阻器元件的发现 137
4.4.3 阻变式随机存储器：非易失性 139
4.4.4 忆阻器与存内计算、类脑计算 139
4.5 自旋电子与磁性随机存储器 140
4.5.1 巨磁阻效应与自旋电子学的诞生 140
4.5.2 隧穿磁阻效应与磁性随机存储器 141
4.5.3 自旋转移矩磁性随机存储器 143
4.5.4 自旋轨道矩磁性随机存储器 145
4.6 总结与展望 148
思考题 149
参考文献 149
第5章 数码影像 151
5.1 摄影与摄像：留住精彩瞬间 152
5.1.1 影像系统的基本结构 152
5.1.2 数码摄影与智能手机 154
5.1.3 多摄：量变引发质变 155
5.1.4 人像模式与ToF镜头 157
5.1.5 高倍变焦与潜望式镜头 158
5.2 图像传感器与智能处理 159
5.2.1 开启数码影像的大门：CCD图像传感器 159
5.2.2 数码影像跃上新台阶：CMOS图像传感器 162
5.2.3 镜头背后的影像功臣：ISP与图像信号处理 163
5.2.4 数码影像自动化核心：AI智能处理技术 163
5.3 薄膜晶体管-液晶显示（TFT-LCD） 165
5.3.1 TFT-LCD的概念与早期发展 165
5.3.2 液晶的发现与液晶物理学 168
5.3.3 TFT-LCD产业化：日本企业从小处入手 170
5.3.4 TFT-LCD产业转移：韩国的反周期投资 1
