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施荣华，张祖平 编

图书标签:

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出版社： 中国铁道出版社

ISBN：9787113105549

版次：1

商品编码：11918381

包装：平装

丛书名： 高等学校电气信息类基础课程规划教材

开本：16开

出版时间：2009-10-01

用纸：胶版纸

正文语种：中文

内容简介

　　《信息学科导论》是顺应课程的开设而编写的，从整体的角度介绍当代信息科学、技术及工程的主要内容和发展趋势。全书共分为七章，分别介绍了信息科学与技术、微电子与信号处理、通信科学与技术、控制科学与工程、计算机科学与技术学科、光信息科学与技术、数字图像处理等内容。
　　《信息学科导论》是信息科学、技术及工程的入门和引导性质的教材，编写目的是使学生在信息科学、技术及工程方面能增加兴趣、扩展视野、立足前沿、展望未来，提高信息素养，为进入本专业的进一步学习奠定必要的基础，为将来选定模块与专业指明方向。
　　《信息学科导论》内容翔实、结构清晰、专业性强，适合作为信息科学与工程学院电气类专业及其他相近专业的教材。

目录

第1章 信息科学与技术概述
1．1 概述
1．1．1 信息科学的相关概念
1．1．2 信息化社会
1．1．3 信息化的社会意义
1．2 信息时代
1．2．1 信息业务的发展
1．2．2 移动通信的发展
1．2．3 信息家电的普遍
1．2．4 电子商务的发展
1．3 信息技术的发展
1．3．1 通信技术的发展
1．3．2 未来移动无线通信技术的发展
1．3．3 计算机技术的发展
1．3．4 传感技术的发展
1．3．5 缩微技术的发展
1．3．6 总体发展趋势
1．4 信息化的基础
1．4．1 微电子学
1．4．2 软件
1．4．3 光子学
1．5 工业化、自动化、信息化、现代化
1．5．1 工业化
1．5．2 自动化
1．5．3 信息化
1．5．4 现代化
思考题

第2章 微电子与信号处理
2．1 微电子
2．1．1 微电子技术概述
2．1．2 微电子技术的发展历程
2．1．3 集成电路及分类
2．1．4 微电子技术的应用和发展趋势
2．2 嵌入式系统
2．2．1 嵌入式系统的重要特征
2．2．2 嵌入式系统结构
2．2．3 嵌入式微处理器
2．2．4 嵌入式系统软件
2．2．5 嵌入式系统的发展趋势
2．3 信号处理
2．3．1 数字信号处理概述
2．3．2 数字信号处理发展回顾
2．3．3 数字信号处理学科的研究内容
2．3．4 数字信号处理技术的应用和发展趋势
2．4 模式识别
2．4．1 模式识别概述
2．4．2 模式识别方法
2．4．3 模式识别的发展及应用
2．4．4 生物特征识别技术
2．4．5 模式识别技术的前景展望
思考题

第3章 通信科学与技术
3．1 有线通信系统
3．1．1 通信系统的基本概念
3．1．2 通信网的基本结构形式
3．1．3 通信线路的发展过程
3．1．4 有线电信网的传输标准
3．1．5 有线通信技术的发展过程
3．2 交换技术
3．2．1 交换的基本概念
3．2．2 交换机与其他设备的区别
3．2．3 交换技术在通信网中的地位
3．2．4 程控电话交换机
3．2．5 电话交换机的发展过程
3．2．6 交换技术的种类
3．2．7 交换技术的发展
3．3 无线通信系统
3．3．1 无线通信系统的构成
3．3．2 全球移动通信系统
3．3．3 卫星通信
3．3．4 无线传感器网络和无线射频识别
3．3．5 微波通信
3．3．6 无线通信系统的发展历史与趋势
3．4 多媒体通信
3．4．1 多媒体通信的基本概念
3．4．2 多媒体通信系统的结构和关键技术
3．4．3 多媒体通信的应用
3．5 通信电源技术
3．5．1 通信电源概述
3．5．2 通信电源使用的注意事项
3．5．3 通信电源的日常维护与检修
3．5．4 室外通信电源系统的保护
思考题

第4章 控制科学与工程
4．1 自动控制的基本概念
4．1．1 生活环境中的自动控制
4．1．2 工业生产中的自动控制系统
4．1．3 自动控制与自动化的异同
4．1．4 控制与反馈
4．1．5 正反馈与负反馈
4．1．6 开环控制与闭环控制
4．1．7 自动控制系统的结构
4．1．8 PID控制器简介
4．2 检测技术在自动控制中的作用
4．2．1 检测技术的含义
4．2．2 检测技术的作用
4．2．3 传感器概述
4．2．4 检测方法分类
4．3 自动控制系统的分类
4．3．1 多种分类方法
4．3．2 按照给定值分类
4．3．3 按照组成系统的元件特性分类
4．3．4 按照系统内信号的传递形式分类
4．3．5 按照信号的多少分类
4．3．6 按照系统参数是否随时间变化分类
4．4 对控制系统的基本要求
4．4．1 系统的稳定性
4．4．2 系统的动态特性
4．4．3 系统的稳态特性
4．5 自动控制技术简要发展史
4．5．1 工匠技巧阶段
4．5．2 技术化和理论化阶段
4．5．3 系统化和智能化阶段
4．6 自动化学科的应用领域
4．7 控制和自动化的展望
思考题

第5章 计算机科学与技术学科
5．1 计算机科学与技术学科的概念
5．1．1 学科的概念
5．1．2 计算机科学与技术学科的概念
5．2 计算机科学与技术学科的主要内容
5．2．1 理论计算机科学
5．2．2 计算机系统结构
5．2．3 计算机组织与实现
5．2．4 计算机软件
5．2．5 计算机应用技术
5．2．6 人工智能
5．3 计算机科学与技术学科的发展
5．3．1 计算机科学的形成与发展
5．3．2 计算机系统结构的发展
5．3．3 超级计算机
5．3．4 计算机网络的兴起
5．3．5 探索中前进的软件工程学
5．3．6 绚丽的数字媒体技术
5．3．7 信息安全技术
5．3．8 新兴的生物信息学
5．4 计算机技术及相关学科的发展趋势
5．4．1 计算机与计算技术的未来
5．4．2 普适计算
思考题

第6章 光信息科学与技术
6．1 激光
6．1．1 激光的简介
6．1．2 激光的特点
6．1．3 激光技术应用
6．1．4 激光应用与研究的发展
6．2 光纤通信技术
6．2．1 光纤通信的定义
6．2．2 光纤通信系统的组成
6．2．3 光纤通信器件
6．2．4 光纤的结构及种类
6．2．5 光传输技术的演进
6．2．6 光纤通信的优点和缺点
6．2．7 光纤通信的发展与现状
6．2．8 光纤通信的应用与发展方向
6．3 光电信息处理技术
6．3．1 光电信息处理相关的基础技术
6．3．2 光电信息处理的应用
6．3．3 光电信息处理技术发展趋势
思考题

第7章 数字图像处理
7．1 图像和图像处理
7．1．1 图像
7．1．2 图像处理
7．1．3 数字图像处理
7．2 图像工程与相关学科
7．2．1 图像工程的内涵
7．2．2 相关学科和领域
7．3 数字图像处理系统的构成和应用
7．3．1 数字图像处理系统的构成
7．3．2 数字图像处理的应用
7．4 字图像处理基础
7．4．1 图像的数字化
7．4．2 基本数字图像处理技术简介
7．5 图像国际标准
7．5．1 国际标准
7．5．2 二值图像压缩国际标准
7．5．3 静止图像压缩国际标准
7．5．4 运动图像压缩国际标准
7．5．5 多媒体国际标准
思考题

附录A 电气信息类专业培养方案
A．1 概述
A．2 关于使用2008版人才培养方案的相关说明
A．3 学科专业分类
A．4 电气信息类本科生培养方案
参考文献

《代码的诗篇：算法与数据结构的奇妙世界》 在浩瀚的数字宇宙中，信息无处不在，它们以各种形式流动、变换、被存储和处理。而驱动这一切运转的，正是那些优雅而强大的“代码的诗篇”——算法与数据结构。本书并非一本枯燥的技术手册，而是带领读者踏上一段探索信息学科核心魅力的旅程，揭示支撑我们数字生活的底层逻辑和精妙设计。 想象一下，你正身处一座信息迷宫，无数的数据节点如同星辰般闪耀。如何高效地找到通往目的地的路径？如何将散落的星辰组织成有序的星座？答案就藏匿在算法和数据结构之中。它们如同熟练的向导和巧妙的容器，让复杂的信息难题迎刃而解，让庞大的数据洪流井然有序。 算法：思想的舞步，解决问题的艺术 算法，是解决特定问题的步骤集合，是计算机科学的灵魂。它们可以是简单的加减乘除，也可以是解决 NP-hard 问题的复杂策略。本书将深入浅出地剖析各类经典算法，让你领略它们背后的设计哲学与数学智慧。 我们将从最基础的 排序算法 讲起，比如 冒泡排序 的朴实无华，选择排序 的冷静挑选，插入排序 的循序渐进，以及 快速排序 和 归并排序 的分而治之。你将看到，即使是简单的排序，也能蕴含着深刻的效率考量，不同的场景需要不同的“舞步”。 接着，我们将目光投向 查找算法。从最直观的 线性查找，到更高效的 二分查找，你将理解为何一个有序的列表能让查找速度呈指数级提升。我们还会触及 哈希查找 的“魔法”，它如何通过巧妙的映射关系，实现近乎瞬时的查找。 探索的脚步不会止步于此。我们将深入 图算法 的奇妙领域，理解 最短路径算法（如 Dijkstra 算法和 Floyd-Warshall 算法）如何为导航系统提供动力，最小生成树算法（如 Prim 算法和 Kruskal 算法）如何在网络设计中发挥关键作用。这些算法如同在错综复杂的网络中寻找最优解的指南针，帮助我们解决交通规划、社交网络分析等实际问题。 当然，我们还会触及 动态规划 和 贪心算法 等更高级的思维方式。你将学习如何将一个大问题分解成相互重叠的子问题，并通过解决子问题来构建全局最优解。你也将体会到贪心算法在某些情况下如何通过“局部最优”策略，巧妙地逼近“全局最优”。 本书不仅会展示算法的“是什么”，更会深入探讨“为什么”以及“如何”优化。你将理解时间复杂度和空间复杂度的概念，学会如何评估算法的效率，并掌握一些基本的优化技巧，让你的代码跑得更快，占用更少的内存。 数据结构：信息的骨架，组织与存储的智慧 如果说算法是思想的舞步，那么数据结构就是信息的骨架。它们是组织、存储和管理数据的方式，决定了数据的访问和操作效率。不同的数据结构，如同不同的容器，适合存放不同类型的数据，并支持不同的操作。 我们将从最基本的数据结构开始：线性数据结构。数组 是最直接的容器，提供快速的随机访问。链表 则以其动态的插入和删除能力，展现了灵动的身姿。你将理解单向链表、双向链表以及循环链表之间的区别与联系。 随后，我们将进入 栈 和 队列 的世界。栈遵循“后进先出”（LIFO）的原则，如同叠放的盘子，在函数调用、表达式求值等场景中扮演着重要角色。队列遵循“先进先出”（FIFO）的原则，如同排队买票，是任务调度、消息传递的关键。 树形数据结构 是信息组织的一大飞跃。二叉树 是最基础的树结构，而 二叉搜索树（BST） 则通过有序的组织，大大提高了查找效率。我们将进一步探讨 平衡二叉搜索树，如 AVL 树和红黑树，它们如何通过自平衡机制，保证查找、插入和删除操作的对数时间复杂度。 堆（Heap） 是一种特殊的树形数据结构，常用于实现 优先队列，在排序（如堆排序）和图算法中发挥着重要作用。你将理解最大堆和最小堆的区别，以及它们在实际应用中的威力。 图（Graph） 是一种更为通用的数据结构，由节点（顶点）和边组成，能够表达对象之间的复杂关系。从社交网络的连接，到城市的交通网络，图无处不在。本书将深入解析图的表示方法（如邻接矩阵和邻接表），并与图算法相结合，展示其强大的建模能力。 我们还将介绍 哈希表（Hash Table），它通过哈希函数将键映射到存储位置，实现平均 O(1) 的查找、插入和删除操作，是现代编程中不可或缺的数据结构，广泛应用于数据库索引、缓存等领域。 本书的独特之处 《代码的诗篇：算法与数据结构的奇妙世界》并非仅仅罗列定义和伪代码，而是力求通过以下方式，让读者真正理解和掌握算法与数据结构的精髓： 直观的比喻和生动的案例： 我们将用日常生活中的场景来类比抽象的算法和数据结构，让它们变得触手可及。例如，用图书管理员整理书架来解释排序算法，用餐馆排队来类比队列。 代码的艺术与逻辑的严谨： 虽然本书侧重于概念的理解，但我们将提供清晰、易懂的代码示例，展示算法和数据结构如何在实际编程中实现。这些代码不仅仅是工具，更是逻辑与创造力的体现。 解决问题的思维导图： 本书将引导读者从解决问题的角度出发，思考哪种数据结构更适合存储数据，哪种算法更适合处理这些数据。培养“用什么工具解决什么问题”的思维模式。 效率意识的培养： 在信息爆炸的时代，效率至关重要。本书将反复强调时间复杂度和空间复杂度的重要性，让读者在设计解决方案时，始终将效率作为重要考量。 不止于理论： 我们将探讨算法和数据结构在现实世界中的应用，例如搜索引擎如何利用图算法索引网页，社交媒体如何利用图结构推荐好友，操作系统如何利用栈管理函数调用。 谁适合阅读本书？ 本书适合所有对信息世界充满好奇的读者，包括： 初学者： 刚刚接触编程，希望建立扎实的计算机科学基础。 在校学生： 计算机科学、软件工程、信息技术等相关专业的学生。 程序开发者： 希望提升代码效率，优化程序性能，解决更复杂问题的程序员。 对技术感兴趣的任何人： 想要了解我们所处数字世界底层运作原理的读者。 通过阅读《代码的诗篇：算法与数据结构的奇妙世界》，你将不再仅仅是代码的使用者，而是能够理解其内在逻辑，能够运用其强大力量，去创造、去解决，去构建更美好的数字未来。让我们一起，用代码谱写属于我们的智慧之歌！

评分☆☆☆☆☆

一本关于信息学科的入门读物，内容涵盖了从最基础的计算机原理到前沿的人工智能、大数据等领域。它以一种非常亲切易懂的方式，为我们揭开了信息学科的神秘面纱。书中对于计算机硬件、软件、网络等核心概念的讲解，清晰明了，仿佛一位经验丰富的老师在耐心引导。我尤其喜欢它在介绍算法时，运用了许多生活化的例子，比如如何用最短的路径回家，或是如何高效地整理书架，这些生动的比喻让我迅速理解了抽象的算法思想，并对解决问题有了全新的视角。而且，这本书不仅仅停留在理论层面，还穿插了许多行业发展趋势的分析，让我对未来信息技术的发展方向有了更深的认识。例如，在谈到人工智能时，它不仅解释了机器学习、深度学习的基本原理，还列举了自动驾驶、智能医疗等实际应用场景，让我看到了科技改变生活的巨大潜力。对于我这样对信息技术充满好奇但又缺乏专业背景的读者来说，这本书无疑是一扇通往新世界的大门，它点燃了我继续探索信息学科的热情，让我迫不及待地想去了解更多。

评分☆☆☆☆☆

这本《信息学科导论》带给我的，是一种对未来科技发展的全局性认知。它不仅仅是对现有信息技术的介绍，更是对未来发展趋势的深度展望。书中关于云计算、物联网、5G等概念的讲解，让我看到了一个万物互联、智能无处不在的未来图景。我尤其对书中关于“人机交互”的讨论印象深刻，它不仅仅是关于界面的设计，更是关于如何让技术更好地服务于人类，如何实现更加自然、高效的沟通。作者在探讨人工智能的未来时，并没有夸大其词，而是理性地分析了其潜力和局限性，这让我对这项技术有了更加客观的认识。书中还涉及了信息技术在各行各业的应用，比如金融、医疗、教育等，让我看到了信息技术如何渗透到我们生活的方方面面，并驱动着社会变革。读完这本书，我感到自己不再是一个被动接受技术改变的个体，而是能够更积极地思考和参与到信息时代的建设中来。它让我对未来充满了期待，也给了我学习和适应新技术、新趋势的勇气和方向。

评分☆☆☆☆☆

我一直对信息技术背后的原理和逻辑感到好奇，但市面上很多书籍要么过于技术化，要么过于浅显。这本书恰好填补了这个空白。它以一种深入浅出的方式，剖析了信息科学的核心概念，例如信息论、计算理论等，但又避免了枯燥的数学推导，而是通过清晰的逻辑和生动的案例来阐释。我尤其喜欢书中对于“算法”的讲解，它不仅仅是停留在代码层面，而是从更本质的角度去解释算法的设计思想和优化方法。作者通过对不同排序算法的比较，让我明白了效率的重要性，也让我领略到算法的巧妙与优雅。此外，书中对软件工程和项目管理的介绍，也让我对如何构建一个成功的软件产品有了初步的认识，这对于我理解现实世界中的技术项目非常有帮助。读这本书，就像是打开了一扇通往信息科学“心脏”的窗户，让我能够一窥其精妙的运作机制，并对这个学科产生了由衷的敬意。它激发了我更深入学习的动力，也为我未来的学习和工作奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我之前对信息学科一直感到十分陌生，总觉得那是一个遥不可及的领域，充斥着我无法理解的专业术语。然而，这本《信息学科导论》就像一座桥梁，轻松地将我带入了信息的世界。它并非那种堆砌大量专业名词的教科书，而是用一种平实的语言，将复杂的概念娓娓道来。我最欣赏的是它对信息技术发展历程的梳理，从早期计算机的诞生，到互联网的普及，再到如今大数据和人工智能的崛起，每一个重要的里程碑都被清晰地展现出来，让我能够理解信息技术是如何一步步演进至今的，以及它背后蕴含的逻辑和驱动力。书中对于“信息”本身的定义和探讨，也让我受益匪浅，它让我明白，信息不仅仅是数据，更是知识、智慧和能够指导行动的要素。作者在介绍数据库和信息管理系统时，运用了图书馆和文件系统的类比，让我一下子就明白了数据组织和检索的原理，真是豁然开朗。读完这本书，我不再害怕那些看似高深的科技名词，反而对它们产生了浓厚的兴趣，开始主动去了解更多相关的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对信息学科的认识发生了翻天覆地的变化。我原本以为这是一个枯燥乏味的专业，充斥着各种晦涩难懂的代码和公式，但这本书彻底颠覆了我的这种刻板印象。它用一种更加宏观和人文的视角来审视信息学科，强调了信息技术在社会发展、人类进步中的重要作用。书中关于信息伦理、数据隐私的讨论，让我意识到，在享受科技带来的便利的同时，我们更应该关注其潜在的风险和挑战。它引导我去思考，如何负责任地使用和开发信息技术，如何构建一个更加公平、安全、可持续的信息化社会。我特别欣赏作者在探讨信息安全问题时，所展现出的深刻洞察力，他不仅仅列举了网络攻击的种种手段，更深入地分析了其背后的社会、心理和经济动因，让我对信息安全有了更全面的理解。此外，书中关于信息传播、社交网络对社会舆论影响的分析，也让我对当下信息爆炸时代的种种现象有了更清晰的认识，学会了如何辨别信息真伪，如何理性看待网络信息。这本书的价值远不止于知识的传授，它更是一种思维方式的启迪，让我开始以批判性的眼光审视周围的信息世界。