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内容简介:
本书是一本供电子信息类专业导论课程的教材。作者从身边感***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、移动应用等8个方面。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精神。展望未来,将智能手机与5G、万物互联、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。
书籍目录:
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 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***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11
1.3.1 数字时代的赶超者:诺基亚与G***11
1.3.2 卧薪尝胆的颠覆者:高通与CDMA13
1.4 第三代移动通信:中国标准崭露头角16
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 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32
1.6 总结与展望35
思考题35
第2章 集成电路37
2.1 从电子管到晶体管38
2.1.1 晶体检波器:电子器件的首秀38
2.1.2 电子管:电子时代的来临38
2.1.3 晶体管诞生:信息时代的开端41
2.2 集成电路的发明与发展44
2.2.1 集成电路的诞生:基尔比与诺伊斯44
2.2.2 集成电路的发展:摩尔与摩尔定律48
2.3 集成电路的***工艺50
2.3.1 集成电路的器件演进50
2.3.2 集成电路的***设备56
2.3.3 集成电路的工艺流程60
2.4 集成电路设计与EDA61
2.4.1 集成电路设计流程与设计自动化62
2.4.2 专用集成电路ASIC:职业化选手63
2.4.3 可编程芯片FPGA: 数字芯片64
2.4.4 系统级芯片SoC:软硬件协同设计65
2.5 集成电路产业发展模式65
2.5.1 集成器件***(IDM)模式66
2.5.2 集成电路Fabless与Foundry模式66
2.5.3 集成电路设计的IP模式67
2.5.4 集成电路的封装与测试68
2.5.5 集成电路产业生态系统69
2.6 总结与展望70
思考题70
第3章 计算之芯72
3.1 图灵、冯?诺依曼与大型计算机73
3.1.1 图灵与逻辑计算原型:图灵机73
3.1.2 ENIAC与冯?诺依曼计算体系架构75
3.1.3 大型计算机与IBM System36078
3.2 个人计算机与微处理器81
3.2.1 英特尔与微处理器的诞生81
3.2.2 牵牛星:PC的雏形82
3.2.3 Apple II:PC商业化84
3.2.4 IBM PC与兼容机的普及85
3.2.5 Wintel商业生态的形成86
3.3 计算体系架构与指令集87
3.3.1 英特尔的 个X86体系87
3.3.2 融合GPU的CPU系列产品88
3.3.3 复杂指令集与精简指令集89
3.3.4 ARM的诞生及其生态系统91
3.3.5 ARM的商业模式:IP授权92
3.3.6 ARM搭上智能手机的快车93
3.3.7 ARM的挑战与RISC-V的机遇94
3.4 基带处理器95
3.4.1 基带处理器概述95
3.4.2 高通基带处理器96
3.4.3 华为基带处理器97
3.4.4 其他基带处理器98
3.5 图形处理器99
3.5.1 什么是图形处理器99
3.5.2 苹果的图形处理器100
3.5.3 高通的图形处理器100
3.5.4 华为的图形处理器101
3.6 移动处理器与人工智能101
3.6.1 人工智能简介102
3.6.2 华为麒麟与神经网络处理器103
3.6.3 苹果处理器与神经网络引擎104
3.*** 高通骁龙与神经网络处理引擎104
3.7 总结与展望104
思考题105
第4章 信息存储106
4.1 机械硬盘发展简史107
4.1.1 机械硬盘的诞生与IBM 350107
4.1.2 温切斯特技术与PC硬盘108
4.1.3 硬盘的快速发展与***R技术109
4.1.4 微硬盘与音乐播放器iPod111
4.1.5 机械硬盘的未来发展之路112
4.2 固态硬盘发展简史115
4.2.1 浮栅晶体管与EPROM116
4.2.2 闪存NAND的发明与产业化118
4.2.3 闪存早期应用:优盘的发明120
4.2.4 闪存大规模应用:固态硬盘120
4.2.5 大容量闪存:MLC与3D NAND121
4.2.6 长江存储与闪存国产化之路123
4.3 计算机内存:SRAM与DRAM124
4.3.1 静态随机存储器与存储体系架构124
4.3.2 登纳德与动态随机存储器的发明126
4.3.3 动态随机存储器的快速发展之路128
4.3.4 动态随机存储器的大容量化方法129
4.4 忆阻器与阻变式随机存储器130
4.4.1 蔡少棠教授与迷失的第四元件130
4.4.2 无心插柳:忆阻器元件的发现131
4.4.3 阻变式随机存储器:非易失性132
4.4.4 忆阻器与存内计算、类脑计算133
4.5 自旋电子与磁性随机存储器134
4.5.1 巨磁阻效应与自旋电子学的诞生134
4.5.2 隧穿磁阻效应与磁性随机存储器135
4.5.3 自旋转移动量矩磁性随机存储器137
4.5.4 自旋电子学的未来:全自旋计算139
4.6 总结与展望139
思考题140
第5章 数码影像141
5.1 摄影与摄像:留住精彩瞬间142
5.1.1 影像系统的基本结构142
5.1.2 数码摄影与智能手机144
5.1.3 多摄:量变引发质变145
5.1.4 人像模式与ToF镜头147
5.1.5 高倍变焦与潜望式镜头148
5.2 图像传感器与智能处理149
5.2.1 开启数码影像的大门:CCD图像传感器149
5.2.2 数码影像跃上新台阶:CMOS图像传感器152
5.2.3 镜头背后的影像功臣:ISP图像***处理153
5.2.4 数码影像自动化核心:AI智能处理技术153
5.3 薄膜晶体管-液晶显示(TFT-LCD)155
5.3.1 TFT-LCD的概念与早期发展155
5.3.2 液晶的发现与液晶物理学158
5.3.3 TFT-LCD产业化:日本企业从小处入手160
5.3.4 TFT-LCD产业转移:韩国的反周期投资163
5.3.5 TFT-LCD产业再转移:中国的 之路164
5.4 有机发光二极管(OLED)167
5.4.1 OLED的发明与邓青云的贡献167
5.4.2 OLED产业化:韩国发展历程169
5.4.3 OLED产业转移:中国赶超之路170
5.4.4 MicroLED与显示技术的未来171
5.5 总结与展望172
思考题173
第6章 人机交互174
6.1 图形交互:计算机与互联网普及的基石175
6.1.1 鼠标与图形用户界面的首秀:在线系统(NLS)175
6.1.2 鼠标与图形用户界面的雏形:施乐Alto177
6.1.3 鼠标与图形用户界面的商用:苹果Macintosh179
6.1.4 鼠标与图形用户界面的普及:微软Windows182
6.1.5 图形交互:WIMP 界面范式183
6.2 触控交互:突破智能手机的人机交互瓶颈184
6.2.1 按键交互:智能手机发展中的 瓶颈184
6.2.2 多点触控:从概念原型走向触摸屏系统185
6.2.3 触控交互:苹果 智能手机的 亮点188
6.2.4 触控交互的应用:安卓、小米、华为的UI设计190
6.3 人机交互:功不可没的传感器193
6.3.1 传感器原理与微机电系统(MEMS)193
6.3.2 加速度传感器:测量手机运动195
6.3.3 角速度传感器:测量手机姿态196
6.3.4 方位传感器:感知手机方位196
6.3.5 环境传感器:感知距离与光强197
*** 自然交互:人机融合与人工智能198
***.1 指纹识别: 经典的生物特征识别198
***.2 人脸识别:相面就能确认你的身份199
***.3 语音交互:人类 重要的交流方式200
***.4 手势交互:与智能手机也能打哑谜201
***.5 人工智能:让机器来理解你的想法202
6.5 总结与展望203
思考题203
第7章 移动互联205
7.1 互联网起源与发展206
7.1.1 互联网前身:阿帕网从构想走向现实206
7.1.2 早期互联网:因特网与万维网的诞生208
7.1.3 浏览器之争:微软和网景的世纪之战211
7.1.4 互联网门户:雅虎与新浪、搜狐、网易214
7.2 互联网的普及216
7.2.1 搜索引擎:新时代的互联网霸主216
作者介绍:
张有光 博士,北京航空航天大学教授、博士生导师,北京市教学名师。现为 研究型教学创新团队负责人, 教学团队与 自然基金创新群体核心成员、校教学指导委员会与通识教育委员会核心成员。曾获 教学成果二等奖1项、北京市教学成果一等奖2项,宝钢全国 教师奖, 公开视频课,中国电子教育学会 教材一等奖,校级 博士论文指导教师。
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书籍真实打分
故事情节:7分
人物塑造:4分
主题深度:4分
文字风格:9分
语言运用:8分
文笔流畅:4分
思想传递:8分
知识深度:3分
知识广度:6分
实用性:7分
章节划分:8分
结构布局:8分
新颖与独特:9分
情感共鸣:3分
引人入胜:7分
现实相关:3分
沉浸感:3分
事实准确性:8分
文化贡献:4分