电子信息范文

2023-09-19

电子信息范文第1篇

摘 要:中职学校教育的培养目标,就是根据社会对技能型人才的需求,来确定对学生的教学内容,从而使学生具备牢固的知识体系和实践能力。这其中,电子信息教育也不例外,它具有较强的理论性和实践性,是中职教育的一个重点。该文首先阐述了教学中的问题;其次指出教学的改革方向;最后提出优化电子信息教学的措施。

关键词:中职教育 电子信息 改革 优化

当今时代是一个科技信息时代,由于科学技术发展迅速,所以社会对于科技型人才的需求也不断增加,与此同时也就推动了课程教学的改革和优化。电子信息是一门综合性的学科,其中融合了计算机、存储、通信等内容,方便了学生对科技专业课程的学习[1]。但与此同时,中职学校对于电子信息的教学还存在许多不足之处,需要采取措施优化和解决。以下对此提出个人观点。

1 中职电子信息教学中存在的问题

1.1 学校方面

一方面,中职学校在教学决策上出现失误,会影响课程教育方案的实施,从而导致教学成效不高。另一方面,学校在电子信息课程的教学上,支持条件不充足,一是体现在观念上,对课程的重视性不够,教学过程没有和市场需求相结合,因此认识存在偏差。二是体现在设备上,资金投入少,限制了教学活动的开展,学生接受不到专业的教育。

1.2 教师方面

教师是课程教学的引导者,教师自身的水平决定了最终的教学质量[2]。而目前中职教师存在的问题如下:其一,教师的专业技能落后,跟不上当今的科技发展水平,所以在课堂上对专业知识的引导效率不高。其二,电子信息课程属于科技专业,教师必须为学生提供多元化的学习平台,因此教学方法必须具有多样性,这在中职学校一般是实现不了的。

1.3 学生方面

学生是课程教育的主体,所有教学活动都是围绕学生展开的,要发掘学生的潜能,满足学生的需求。但是,受到各种因素的影响,学生对于电子信息课程的学习积极性并不高,导致电子信息课程教学效果并不理想。举例来说,学生因自身的学历水平失去努力学习和就业的信心,或者由于认识不足导致对电子信息课程存在偏见等。

2 电子信息教学的改革方向

2.1 流程改革

选定电子信息课程的教学方案以后,需要对其进行改革和优化,从而实现教育创新。在教学过程中,教师要执行新课标提出的要求,保证教学方案落到实处。通过改进教学流程,来弥补传统教育模式的不足。举例来说,在学习电子信息技术之前,首先要让学生了解电子技术、电路知识、通信原理等,为下一步的学习打下基础。如此一来,学生在学习电子信息的时候就会减少阻力,提高效率。

2.2 方法改革

对于中职教育而言,在电子信息工程的学习上,未来的发展改革趋势是能够让学生自己设计连接电路,并且在计算机技术的帮助下独立进行实验。为了实现这一目标,教师必须摆脱传统教学模式,为学生提供多元化的学习平台,在创新教育手法的基础上学好专业知识。举例来说,带领学生参观大型的电子和信息处理公司,引导学生自己连接传感器的电路。还可以以学生的就业趋势为依据,为其开发设计电子和通信器件。

2.3 方案改革

电子信息的应用,体现出来的是现代科学技术,因此专业课程的教育要严格进行。教师应该从不同的角度对学生的学习情况进行指导,培养出更多的专业人才。在这其中,教学方案是教学活动的指导性文件,优化教学方案,才能够从根本上提升教学质量和成效[3]。因此,教师在拟定教学方案时,要事先结合电子信息专业的特点,制定出具有针对性、特色化的方案。举例来说,根据教学内容的不同,选择传统教学方法或新型的网络教学方法、多媒体教学方法,同时充分利用图片、视频等资源,使教学方案符合学生的学习心理预期。

3 优化电子信息教学的措施

3.1 选择合适的学习教材

学习教材选择得当,能够起到促进学习效果的作用,反之则会为学生的学习带来困难。电子信息技术主要是电子器件和电路在科学层面和技术层面的发展和研究,所以在教材的选择上,应该能够反映出当下社会科技的发展情况。对于教师而言,应该向学生推荐一些课外读物,让学生了解更多的相关知识,开阔学生的视野,培养学习兴趣。

3.2 课堂教学要精简实用

在课堂上,教师的教学要坚持精简、实用的原则,在不影响总体教学成效的基础上,对课程进行大胆的创新,融入更多的新知识、新技能[4]。这样做的好处在于,将复杂的、无用的理论知识进行简化甚至直接剔除,使学生把精力放在真正有用的知识上,从而提高学生的学习效率。

3.3 增加实验和实训力度

优化电子信息课程体系的教学,最关键的一点就是突出实践教学的重要性[5]。为此,应该做到:第一,合理设置培训课程,增加实践教学的内容,突出实践操作的地位。对于职业教育而言,它和普通教育的最大区别就在于具有特色的实践操作性质,注重培养学生的综合能力。第二,增加电子专业培训,加大实验室的资金投入,建立规模化的实习基地。实习基地能够最大程度上实现专业实践教学,对于抽象的教学内容来说,模拟实验室能够更好地帮助学生理解知识,达到教学目标。如此一来,在调动学生积极性的同时,提高了学生的技能操作能力。

3.4 充分发挥网络的作用

在网络环境下,学生可以参与到更多的教学活动中,且具有自主选择性。教师利用网络技术,不仅可以改变传统教学方式,同时也可以有针对性的教学,进行一对一的个性化辅导,真正实现了因材施教。通过互联网建立起校内网站、网页,来扩展学生的学习空间。

4 结语

综上所述,在中职电子信息课程的教学上,一方面教师应该根据实际的学习情况,对教学观念和模式进行创新,营造出良好的学习氛围。另一方面伴随着新的问题和情况的出现,教学改革应该紧紧跟随社会发展的步伐进行不断创新。总结来说,要综合运用多种教学方法,了解社会对于人才的需要,敢为人先、大胆实践,提升教学质量,实现最佳的教学效果。

参考文献

[1] 王晨光.探究中职电子信息教学的现状及完善对策[J].计算机光盘软件与应用,2013,23(2):314-315.

[2] 刘俊先.浅析如何提高中职电子实训教学的实效性[J].科教导刊(上旬刊),2013,12(9):188-189.

[3] 陆凤娇.中职电子信息工程专业实践教学方法探讨[J].职教通讯,2013,18(13):71-72.

[4] 石楠.提高中职电子信息工程专业学生学习兴趣的有效途径[J].职教通讯,2013,21(15):34-35.

[5] 刘立基.谈中职学校电子商务专业教学中的问题与对策[J].中国校外教育,2011(S5):132.

电子信息范文第2篇

关键词:电子信息科學与技术;教学改革;课程建设

作者简介:彭光含(1973-),男,湖南洞口人,湖南文理学院物理与电子科学学院,副教授。(湖南常德415000)

质量工程建设是教育部为实现加快我国高等教育建设和发展,提高我国高等教育水平所采取的重要举措;而精品课程建设是高等学校质量工程建设和教学改革的重要内容之一,是提高教学质量的基础。精品课程建设的标准是“一流教师队伍,一流教学内容,一流教学方法,一流教材,一流教学管理”。[1,2]这就要求在师资队伍建设、教学内容和方法、教学过程管理模式等诸多方面尝试课程教学改革和实践模式的创新。传统的教学模式是以教师传授书本知识的课堂为中心的单一教学模式,课堂教学缺乏灵性与活力。由于电子信息类专业课程的严谨性和逻辑性,课堂教学显得犹为沉闷。因此,电子信息类本科专业课程的教学改革和教学模式的创新,已成为各个高校急需解决的重要课题。湖南文理学院作为地方本科院校,电子信息类专业办学历史较短,在开办电子信息科学与技术专业时主要参照国内重点大学来制订自己的方案。由于学校实验室条件、师资力量、生源等诸多方面的差异,在学生培养过程中不可避免地遇到了许多困难和疑惑。经过10余年的教学实践,该专业的办学思想与理念有了比较成熟的想法和特色。湖南文理学院为加强课程建设,全面打造特色专业,把2011年定为“课程建设年”。2011年,湖南文理学院物电学院在课程体系改革、教学内容、教学方法与理念等方面对电子信息科学与技术专业进行了全面打造和升级,取得了丰富的成果。

一、课程体系改革与创新模式

电子信息科学与技术是综合电子技术、信息技术与计算机技术的交叉学科。[3-9]从专业特点和专业培养目标上,构建了“基础理论课程体系”、“实践技能课程体系”及“创新实验课程体系”一系列互相联系又相对独立的课程体系。

1.建立新的学科课程体系,完善人才培养方案,扩展专业技能的课程体系

湖南文理学院是教学科研型大学,倾向于教学。在新的课程体系中,学校根据培养目标,设置了学校及大类专业课程平台模块、学科基础互通课程平台模块、专业共性课程平台模块及专业个性课程平台模块等四个课程体系平台模块。学校及大类专业课程平台模块主要是公共基础课程、相关学科基础课程(如高等数学、大学物理等)、文化素质创新能力课程。学科基础互通课程平台模块主要是学科基础课程,如电路、模拟与数字电路等。专业共性课程平台模块主要是专业课程、专业基础课程和专业集中实践。专业个性课程平台模块主要是专业方向课程和专业任选课程。新的培养方案注重培养学生职业技能和创新思想,针对社会职业需求,更新设置相应课程,基础课程课时分配强调“基础与新颖”。专业基础与专业课程和企业需求对接进行甄选,重在技能训练和创新精神的培养,建立以培养学生实践能力和创新能力为核心的课程体系。加大了实践教学课程的比例,制订完善的实践教学环节教学计划,强化实践教学与课程教学的衔接。

2.调整课程结构,增强实践能力与创新精神

根据专业建设需要和学校实际,学校调整了课程设置,修订教学大纲,整合、更新教学内容,加强教学过程的检查督促;建立实践教学基地模式,实现与企业合作培养的对接。近年来,物电学院光学学科获得了湖南省重点建设学科和湖南省重点实验室“光电信息集成与光学制造技术”,建立了一系列光电信息技术专业实验室;并计划申请筹建光电信息工程本科专业,为打通相关专业培养模式,与物理学、现代教育技术专业一起构建了专业方向课程平台。学校建立多门校级精品课程,设立完善的课程建设标准和完整的课程建设文档,要求优质课程有完整的教学大纲、考试大纲、教案、教学手册、试题库;实现教考分离,从主讲教师、队伍结构、教学活动等全方位提升教学质量;强化实践教学,建立实践教学大纲,并纳入教学计划。实践教学分为校内进行的综合课程实践和专业综合设计课程训练,以及校外进行的企业和社会实践课程。校内基本专业基础实践教学提高学生的基本专业技能和专业素养;校外实践教学提升和强化专业综合应用技能,并与广东、江苏等地多家电子企业达成实习、就业以及人才培养等意向。

3.构建科学实践教学体系,提升实践综合能力

理论教学与实践教学是相辅相成的。学校按照实践教学功能的基本能力、专业能力、综合应用能力培养目标,构建实践教学内容和技能与创新思想相融的实践课程,精心设计实践教学课程体系,实现基础实践课程、专业实践课程、综合设计实践课程的人才培养融合。为强化培养学生创新能力,优质课程的实验教学环节,三分之二以上的实验是创新和综合设计性实验。学校设立项目导师制,让创新和实践能力较强的学生参与教师的一些项目研发,或者申请学校的质量工程立项和产学研项目,师生共同参与项目建设,激发学生的学习兴趣爱好,扩展视野。学校还通过设立创新实验室,鼓励学生积极参与项目实践,提高学生的综合能力,取得了良好的效果。通过多年办学实践,物电学院逐步形成了充分发挥和发展学生的兴趣特长的人才培养理念,在要求学生具备本专业较扎实基础的前提下,十分注重学生的兴趣特长发展。近几年来,学生获得各种省级以上电子竞赛(包括电子设计竞赛、科技制作竞赛)奖励数十项;获得三项国家专利,发表科研论文十余篇。学校进一步改革评价方式,成绩评定与考核包括理论、操作实验、实践报告等多方式的能力考核。

二、教学内容改革与创新模式

课程体系建设是以知识服务社会经济发展为宗旨,以校企合作培养人才需求为导向,走专业知识适应企业科技实践的专业发展道路。按照电子信息专业人才培养目标的要求,通过改革与创新课程体系、构建理论课程教学体系与实践课程教学体系、改革与创新教学方法,建立了培养学生在电子信息专业实践与创新能力突出的、有特色的、科学合理的人才培养模式。为强化培养学生的创新精神和实践能力,学校对教学内容修订与改革作了明确的要求,要求教学内容要添加前沿性、实用性等新的专业知识;更新旧教材内容,把最新的电子信息类教学科研成果纳入到教学内容之中,以满足新的教学需求;理论课程的实验课时增加,实验课以创新性和综合性实验为主,减少验证性实验,激发学生对理论课程的学习动力,也强化了教师不断获取新知识的责任和思想活力,从而促进了学与教适应科技发展的步伐。

实践教学的目的是提高学生的动手能力和创新能力,实践课程的教学内容,也作了全面的改革与创新,采取分阶段实践的办法。课程实践主要是系统建模、电子装配、计算机程序应用设计、电子电路课程设计、电子技术课程综合设计以及到企业实践训练实习等一系列专业课程实践。从基础硬件设计到软件设计,再到综合课程实践,实践教学分阶段贯穿于整个人才培养全过程,使学生实践能力和创新精神得到不断提升与发展。课程设计实践按照项目要求模式安排课题,让学生自己思考问题、解决问题,使学生成为实践的主导,教师只做服务性的指导。这样学生实践能力循序渐进、逐层提高,培养了学生的创新能力和可持续发展能力,扩展了理论知识的应用。

三、教学方法改革与创新模式

电子信息专业课程体系和教学内容的改革与创新,突出了电子信息专业特色,优化了基礎理论与实验技能、强化了实践能力与创新意识、拓宽融合了专业口径;实现宽口径、厚基础、实践能力与创新思想好、理工结合的高素质应用创新型人才培养目标;使学生专业基础理论与知识构架更加科学合理,实践能力与创新思想明显提高;扩宽了学生在光、电、计相关行业的就业机会;也为教学方法改革与创新指明了方向。

教学方法改革首先是教学思想的改革。由于教学内容丰富,教学课时紧张,学生接受能力不一,致使课堂教学大都是以教师的教为中心的单向教学模式。这种教学模式使学生在知识获取过程中是一种被动获取,严重阻碍学生解决问题能力与创新意识的发展。因此,针对不同课程特点,实行以学生为主体的现代教学模式是提高教学水平和教学方法的重要课题。基础理论课程的教学方法改革,主要采用启发式、情景教学法、动态显示法、引导讨论等课堂教学模式。实践课程的教学采取项目课题教学法与企业顶岗实训法为主要教学模式,不断优化教学过程,充分借助现代教学技术手段和多媒体课件,把抽象的电子信息课程知识具体形象化,使学生更容易理解接受。在实施课堂教学过程中,倡导课堂讨论与师生的交流,通过交流触发学生的思想和创新能力。课堂教学方法的改革是教学方法改革的主题,除此之外,改革和完善课堂外的教学工作也很重要。教师课前精心准备教案,课程多人参与备课的讨论;精心布置与批阅作业;改革考试考核的方法;采取基础知识与实践考核并重的系统考核评价模式;对教师的教学过程与教学效果也进行系统的评介。教学方法的改革与创新,既提高了教师的教学水平和教学质量,也更好地培养了学生的实践能力和创新精神。

四、结束语

通过对电子信息专业本科课程教学改革与创新模式的研究与实践,教学质量与教学效果明显提高;学生实际动手能力和创新意识明显加强;学生获得省教育厅和学校的各种立项明显增多;学生发表的科研论文、国家专利、以及学校和省级以上电子竞赛获奖数明显增多;学生专业基础知识和自主学习能力明显增强,考上研究生的比例稳步上升。电子信息本科课程建设是一个动态变化的过程,这个过程需要不断地对课程体系和教学进行改革和创新,这样才能使本学科充满活力与生机。笔者也将继续努力,通过对电子信息专业课程体系的结构特点与教育规律探索,凝练学校电子信息专业特色方向——光电信息方向,培育核心竞争力的学科方向,提高教育教学质量,培养更多更好的实践与创新能力强的高素质人才。

参考文献:

[1]周孟然,刘淮霞,杨岸,等.以电路理论精品课程建设推动电气信息类教学改革[J].安徽理工大学学报(社会科学版),2008,(1):78-80.

[2]董兴法,仲嘉霖,付保川,等.电子类专业培养模式的探讨与实现[J].电气电子教学学报,2004,(1):20-22.

[3]周萍,刘锦高.构建新的电子信息科学与技术本科专业培养计划与课程体系[J].高等理科教育,2004,(1):81-85.

[4]许福永.关于电子信息科学与技术专业课程体系结构的建议[J].高等理科教育,1999,(2):71-74.

[5]刘蓉,李欣,侯宏录.电子类专业本科课程体系优化设计的探索[J].科技信息,2010,(21):556.

[6]熊幸明,邓居祁,张文希.浅谈电子信息应用型人才的培养[J].长沙大学学报,2005,(2):67-80.

[7]李国彪.电子信息工程专业人才培养实践体系探讨[J].嘉应学院学报,2006,(3):30-33.

[8]裴留庆,姚力,孟丽艳.电子信息类专业课程体系结构的一种框架[J].

广西师范大学学报(自然科学版),2005,(1):111-114.

[9]吴伶锡,詹杰,周仁龙.电子信息科学与技术专业特色课程体系研究[J].

当代教育理论与实践,2010,(1):105-107.

(责任编辑:宋秀丽)

电子信息范文第3篇

对于航空电子领域的入门者而言,拥有一本有助于他们理解现有的和还在不断发展之中的航空电子系统的工具书是十分重要的。同样地,对于这个领域的从业者而言,在进行设计时拥有一本阐述该领域成熟方法的概论性手册也是十分必要的。航空电子系统导论至今已是第3次修订出版,在全球各地受到工程师的广泛喜爱,被许多大学定为航空电子学领域的教材。吴文海等本着国家精品课程建设以及努力服务我军航空武器装备建设,为航空装备研制和技术保障尽一份微薄之力的目标,曾将本书的第2版译为中文,在中国读者中取得了不错的反响。但是,从第2版发行的2003年至今,元件级电子技术的发展非常迅速,技术上出现了许多重要的进展,因此作者在第3版中进行了详细的修订,介绍了自第2版出版以来最新的研究动态和技术革新。

本书阐述了现代民用和军用飞机的核心—航空电子系统的基本原则和基本理论,涉及到飞行员的头盔显示器、数据输入和控制系统、飞行控制系统、惯性传感器、大气数据系统、导航系统、自动驾驶仪和飞行管理系统等方面。为了满足高度安全性和完整性的要求,这些系统使用现代技术手段进行集成。本书运用诸多专业领域知识,使航空机载系统的重要组成部分—航空电子(控制)系统成为一门引人入胜、充满挑战的学科领域。本书第3版对诸如直升机飞行控制、电传飞行控制等方面做了修订和更新,并在适当的地方进行改进,增加了系统的覆盖面,直升机飞行控制中增加了新的一节。

本书共分10章:1.绪论,包括航空电子学的重要性和任务、航空电子环境和单位的选择等;2.座舱显示和人机交互,包括平视显示器、头盔显示器和显示技术等;3.空气动力学和飞机控制,包括空气动力学基础、飞机稳定性和飞机动力学等;4.电传飞行控制,包括电传飞行控制的特点和优点、控制律和数字实现等;5.惯性传感器与姿态控制,包括陀螺仪与加速度计和姿态测量等;6.导航系统,包括惯性导航和GPS全球定位系统等;7.大气数据和大气数据系统;8.自动驾驶仪和飞机管理系统;9.航空电子系统集成;10.无人机。

本书工程实用性强,理论与实际应用相结合,并辅以严谨的解释,便于工程技术人员理解和应用。本书既可用作航空院校相关专业的教材,又可供相关工程技术与研究人员参考使用。

本书作者R.P.G.Collinson致力于航空电子学领域并取得了丰硕成果,他个人努力完成了这本紧跟技术前沿的权威性著作。

孙培培,博士生

电子信息范文第4篇

从物流信息平台的发展过程来看,最初的公共性物流信息平台主要集中在物流服务的交易方面,例如运输能力的交易,交易的方式主要是即时性的承运业务撮合。最初的公共性的物流信息平台是水平、开放式的市场:货主在互连网的公告板上输入托运单,让承运人为这些托运单竟标。

但是物流信息平台更有活力的部分是专有的物流交换中心(例如管理一家工业企业的供应链)或者是专业化的行业物流联盟(例如汽车行业零配件与整车制造商的行业性协作联盟)。这些物流交换中心和行业物流联盟是基于已经存在的业务链和企业间牢固的商务关系。 对于物流业者和运输商而言,通过建立虚拟的物流作业平台可以协助提供高端的物流作业自动化处理,降低作业成本和服务价格,增加利润。通过物流信息平台,许多物流服务提供商将很快具备为客户提供“门到门”服务的能力。

本案的物流信息平台针对以下两类应用的需求:支持端对端的企业间电子商务的专用的物流交换中心或专业化的物流联盟(图1),水平型的物流电子交易市场(图2)。

1、 端对端的企业间电子商务图

2、交换模式电子商务

专有的物流交换中心针对特定企业的供应链或特定关联企业协作而设计,必须满足特定的供应链组织架构、行业规则、特殊的装运需求。

电子交易市场除了能支持类似即时型的物流交易撮合,还要能支持多式物流,物流服务协议管理、以及例如运输优化先进的物流管理工具。

系统整体架构

物流信息平台——电子商务架构

三、 物流信息平台电子商务架构

版权所有:厦门新荆艺系统集成有限公司

物流信息平台的底层是强大的开放式供应链事务处理系统,构建与实体物流相配合的虚拟作业环境的核心。供应链事务处理系统必须能将不同作业系统、不同的数据源、不同的数据格式整合成准确、实时的规范数据,并提供强大的基于可定制的商业规则的交换能力。 在开放式的供应链事务处理系统的基础上,不同的企业、行业联盟、公共型的物流系统运营商可以构建基于应用托管模式的单独的物流交换作业系统。

物流信息平台支持多种类型的物流增值应用,例如对货物的跟踪、零担运输的合并,多式物流的整合,增值应用可以是供应链事务处理系统的一个高端的应用层面,也可以是外部增值服务提供商提供的服务。

开放性的供应链事务处理系统

1、功能:

支持端对端的供应链协作

智能化的实时事务处理

安全认证支持

1、 信息基础:

从不同的作业系统中,采用多样化的数据收集技术,以人工或自动的方式整合准确、实时的规范物流数据。

2、 目标

区域内与物流相关的作业流程一体化,提高作业效率

快速定位货物运输状况;提高存货管理效率。

3、 技术架构

四、 物流信息平台技术架构

版权所有:厦门新荆艺系统集成有限公司

功能需求

1、 实时管理

所有在供应链进程中的事务都可以被实时跟踪和监测。通过实时的管理,掌控供应

链的实际状况。并可立即对物流环节中突发事件作出反应,以减少和避免损失。

2、 开放式的数据流

系统兼容现有的系统信息(如EDI仓单),并可导入RFID,定位系统(如GPS)等信息,整合转换成为相应的供应链信息(如设备状况、库存、装运信息和订单信息等)。

3、 安全及验证技术

通过对电子文档进行第三方认证,促进订仓、排载、配送调度指令无纸化的广泛应用,推动作业流程虚拟化。

4、 事务处理能力

支持区域级的大量物流事务的并发处理,7X24的可靠性管理。并可根据实际应用规模的发展进行升级扩展。

5、 灵活性及扩展性

支持所有的企业间或端对端的供应链管理解决方案,易以与企业内部系统(例如ERP)相接口。并可根据新的物流应用进行扩展。

6、 对供应链的完整管理

支持从订单到转运的全程供应链管理,对事务的智能化响应。为全程管理供应链提供手段。

应用托管:

以数据中心IDC的形式向物流行业提供应用托管业务。支持物流企业以低成本外包信息系统,使得企业在降低作业成本的同时将注意力集中在其关键作业活动。

电子商务应用托管:面向需要分布式大量物流事务的并发处理的大型物流应用。通过提供7X24的可靠性管理,对事务的智能化相应等基础作业平台,满足高端物流项目对信息平台的要求。

电子信息范文第5篇

信息论是一门新兴学科,是在长期的通信工程实践中,与通信技术、概率论、随机过程和数理统计相结合逐步发展起来的一门学科。信息论中主要的概念包括信息,自信息,互信息和信息熵。本文介绍了信息论的产生和发展,简要介绍了信息论几个主要概念的定义和推导,重点介绍了信息熵,最后讨论了信息论相关知识在机械工程专业的应用。

关键词:信息论,信息熵,机械工程专业

第一章 绪论

§1-1 引言

人类的社会生活是不能离开信息的,人类不仅时刻需要从自然界获得信息,而且人与人之间也需要进行通讯,交流信息,离开信息,人类就不能生存。人们获得信息的方式有两种;一种是直接的,即通过自己的感觉器官,耳闻、目睹、鼻嗅、口尝、体触等直接了解外界情况;一种是间接的,即通过语言、文字、信号„„等等传递消息而获得信息。在人类社会的早期,只应用语言手势直接交流信息,但随着社会的进步,尤其是科学水平的进步,传统的信息获取方式已经不能满足人类的发展要求,人类开始探索快速有效地获取信息的方法,从而导致了一门新的学科——信息论的诞生。

§1-2 信息论

信息论是关于信息的本质和传输规律的科学的理论,是研究信息的计量、发送、传递、交换、接收和储存的一门学科。 1-2-1 信息论的诞生和发展

信息论的创始人是美贝尔电话研究所的数学家香农(C.E.Shannon1916——),他为解决通讯技术中的信息编码问题,把发射信息和接收信息作为一个整体的通讯过程来研究,提出通讯系统的一般模型;同时建立了信息量的统计公式,奠定了信息论的理论基础。1948年香农发表的《通讯的数学理论》一文,成为信息论诞生的标志。

其实,1922年卡松就提出边带理论,指明信号在调制(编码)与传送过程中与频谱宽度的关系。1922年哈特莱发表《信息传输》的文章,首先提出消息是代码、符号而不是信息内容本身,使信息与消息区分开来,并提出用消息可能数目的对数来度量消息中所含有的信息量,为信息论的创立提供了思路。香农创立信息论,实际是在前人研究的基础上完成的。

在信息论的发展中,还有许多科学家对它做出了卓越的贡献。法国物理学家L.布里渊(L.Brillouin)1956年发表《科学与信息论》专著,从热力学和生命等许多方面探讨信息论,使热力学中争论了一个世纪之久的“麦克斯韦尔妖”的佯谬问题得到了满意的解释。英国神经生理学家(W.B.Ashby)1964年发表的《系统与信息》等文章,还把信息论推广应用于生物学和神经生理学领域,也成为信息论的重要著作[1]。这些科学家们的研究,以及后来从经济、管理和社会的各个部门对信息论的研究,使信息论远远地超越了通讯的范围。 1-2-2 信息论的发展现状

信息论近期发展的主要特点是向多学科结合方向发展,其重要的发展方向有如下几种:

(1)信息论与密码学

通信中的安全与保密问题是通信编码问题的又一种表示形式,由香农提出的保密系统模型仍然是近代密码学的基本模型,。

(2)算法信息论与分形数学

由于香农熵,柯尔莫哥洛夫与豪斯道夫位数的等价性在理论上已经得到证明,从而使信息论,计算机科学与分形理论都找到了他们的汇合点。

(3)信息论在统计与智能计算中的应用

信息论与统计理论的结合已经有许多突出的成果出现。其主要特点是统计理论正在从线性问题转向非线性问题,信息的度量可以作为研究非线性问题的工具,如果用交互信息来取代统计中的相关系数,更能发现二维随机变量的相互依赖程度。

智能计算中的信息统计问题,信息量与统计存在许多本质的联系,在微分流形中,Fisher信息矩阵式Kullback-Laiber熵的偏微分,由此关系而引出的信息几何理论是智能计算的基础[2]。

§1-3 自信息与互信息

香农在《通信的数学理论》引言部分就提出“通信中的基本问题就是在某一点精确或近似的再生另一点选择的信息”。未解决这一问题,他在这篇论文中开创性的利用概率论、数理统计、随机过程建立了通信系统的数学模型,提出了自信息、互信息、信息熵等概念,这一部分我们将重点讨论自信息与互信息,信息熵留待下一部分具体描述。 1-3-1 自信息

用I(xi)=log(1/pi)表示信源发出的符号xi的自信息。自信息具有两个含义:当符号xi输出前,表示符号xi被输出的不确定性;当符号xi输出后,表示符号xi所含有的信息量[3]。 1-3-2 互信息

互信息有三个不同角度的定义。

从信源出发的定义:站在信源一端,当信源没有发送时,信息发送方对信宿收到符号yi的不确定度是I(yi);而当信源发送符号xi后,信息发送方对信宿收到符号yi的不确定度是I(yi|xi),从这个意义上定义互信息。

从信宿出发对互信息的定义:站在信宿一端,当没有接收时,信息接收方对信源发送符号xi的不确定度是I(yi);而当信宿接收到符号yi,信息接收方对信源发送符号xi的不确定度是I(yi|xi),从这个意义上定义互信息。

从整个系统出发对互信息的定义:如果从整个系统的全局出发,通信前,信源发送随机变量X和信宿接收随机变量Y之间没有任何关联关系,即X,Y统计独立:P(xi,yi)= P(xi)·P(yi)

此时,有关符号xi和符号yi的联合自信息量: I’(xi yi)=log[1/ P(xi)P(yi)]=I(xi)+I(yi)

通信后,信源发送随机变量X和信宿接收随机变量Y之间由信道的统计性相联系,其联合概率密度:

P(xi,yi)= P(xi)·P(yi |xi)= P(yi)·P(xi |yi) 此时有关于符号xi和符号yi的联合自信息量: I(xi yi)=log[1/ P(xi)·P(yi |xi)]=log[1/ P(yi)·P(xi |yi)]

通信后的互信息量,等于前后不确定度的差。 事实上,以上三种互信息的定义是一致的[3]。

§1-4 本文的主要内容

本文的大略概括了信息论的基本知识,介绍了信息论的发展过程,信息论中常见的名词定义,重点介绍了信息熵的概念和推导公式(以离散信源模型为例),以及相关的条件熵,联合熵等概念。并对信息论在机械工程领域的应用做了大概说明。

第二章 信息熵及相关概念推导公式

信息熵是1948年香农( Shannon) 在论文“通信的数学理论”中引入的,解决了对信息的量化度量问题。他对信息的定义:事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。

在香农一开始寻找信息量定名称时,数学家冯.诺依曼建议称为熵,理由是不定性函数在统计力学中已经用在熵下面了。在热力学中熵是物质系统状态的一个函数,它表示微观粒子之间无规则的排列程度,即表示系统的紊乱度,维纳说:“信息量的概念非常自然地从属于统计学的一个古典概念——熵。

§2-1 信息熵

基于Shannon 创立的信息熵理论,信息是不守恒的、无序的,它可以共享、传递、储存、转换,系统要向有序方向发展必须有负熵的输入[4]。信息和熵有内在的联系,一般地,信息量越大,熵就越小,系统就越有序,结构性就越强;反之,信息量越小,熵就越高,系统就越无序,结构性就越差[5]。信息与熵是一个相反的量,它表示系统获得后无序状态的减少或消除,即消除不定性的大小。

§2-2 信息熵公式推导

离散信源的模型:

定义1[6]:设某一概率系统X中有n个事件(X1,X2,„„,Xi ,„„Xn),第i个事件Xi产生的概率为pi(i= 1,2,3,„„n),当事件Xi产生后, 给出的信息量就称为自信息:I (Xi )= log2(1/pi)单位为bit。自信息的数学期望即平均自信息量,它的值称为信息熵,简记为H( X),则有如下公式:

由公式推导可以得知:(1)信息熵的大小可以用来描述信息系统的平均不确定程度。若某一信息系统中某一知识产生的概率为1,其他事件产生的概率为0,由上式计算后可知,该系统的信息熵H = 0,它就是一个确定系统,不确定度为0。(2)如果某一信息系统中,其等价类是均匀的则表示系统中每一知识产生的分类基数相等,该系统的信息熵具有最大值(在相同对象数的情况下)即该系统的不确定性最大。根据信息熵的定义可知熵值越大看,不确定性就越大。那么,搞清楚它所需要的信息量也就越大[7-8]。

§2-3 条件熵

在信源X输出Xi的条件下,信源Y再输出Yj所能提供的平均信息量[6],称为条件熵。记为H(Y | X)。条件熵有如下公式:

§2-4 联合熵

两个互相关联的信源X和Y的联合信源的信息熵为信源X的熵加上在X已知条件下信源Y的条件熵,称为X Y的联合熵[6]。符合记为H(X Y)或H(X∪Y)。

公式表达: H(X∪Y)= H(X)+ H(Y|X)

第三章 信息理论在机械工程方面的应用

目前,信息理论在机械工程方面的应用并不普遍,这个结果通过论文搜索就可以看出,大概每搜索6篇有关信息论的论文,只能找到一篇论文与机械工程专业相关。

从目前论文检索情况来看,信息论的应用和它自身的特点有很密切的关系,常应用于信息量大,需要进行信息筛选整理,需要对信息数据进行数理统计工作的领域,土地和城市规划常用到信息论的有关知识。

机械工程方面的应用,一是集中于传感器的信息处理方面。例如视觉,听觉,嗅觉等。这些传感器研究的特点都是有大量信息需要接收,而接收之后必须筛选抛弃或放大部分数据。已经开始初步探索的是机器人的语音识别,主要研究方式依旧是模板匹配,音频对比[9]。

二是在产品检测,测量领域的应用,例如目前的表面粗糙度Ra(算术平均偏差)往往只出检验的结果,而没有考虑检验结果的不确定因素。为了保证Ra测量结果的完整性和有效性,有论文提出了一种表面粗糙度Ra测量不确定度的计算方法。该方法依据表面粗糙度最小二乘检验的基本原理计算检验结果,并根据信息熵与不确定度的关系计算检验结果的不确定度,从而减少产品的误收和误废[10]。

第四章 结论

物质、能量、信息是构成这个世界的三大要素,因此材料科学、能源科学和信息科学构成了世界发展的三大支柱。信息论是信息科学中最基础的理论,由香农在1948年正式提出。信息论中最基础的概念是信息,信息论是一门新兴学科,其中重要的组成概念包括自信息,互信息,信息熵,在此基础上,衍生出其他的相关概念。信息论目前在机械工程领域应用还不是特别普遍,因为信息论本身是基于数理统计的学科,它的研究目的是收集大量信息进行筛选甄别计算,得出整体结论而不是讨论个体情况。信息论的这一特点意味着它将主要用于需接收大量数据的研究领域,包括机器人应用传感器的研究领域,尤其是视觉图像采集,嗅觉,听觉语音辨识等,还有质量检测领域。

参考文献

[1]韩晓平. 当能源充满智慧——中国能源网首席信息官. 中外企业家,2009(5)

电子信息范文第6篇

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光头小尼姑 发表于 2010-4-22 17:10 |只看该作者 |倒序浏览 |打印

电子信息科学与技术

业务培养目标:本专业培养具备电子信息科学与技术的基本理论和基本知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术管理工作的电子信息科学与技术高级专门人才。

业务培养要求:本专业学生主要学习电子信息科学与技术的基本理论和技术,受到科学实验与科学思维的训练,具有本学科及跨学科的应用研究与技术开发的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

1.掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识;

2.掌握电子信息科学与技术、计算机科学与技术等方面的基本理论、基本知识和基本技能与方法;

3.了解相近专业的一般原理和知识;

4.熟悉国家电子信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规;

5.了解电子信息科学与技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及电子信息产业发展状况;

6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的技术设计,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。

主干学科:电子科学与技术、计算机科学与技术

主要课程:电路分析原理、电子线路、数字电路、算法与数据结构、计算机基础等

主要实践性教学环节:包括生产实习、毕业论文等,一般安排10周~20周。

主要专业实验:物理实验、电子线路实验、数字电路实验等

修业年限:四年

授予学位:理学或工学学士

属于理科

电子信息工程

专业介绍

业务培养目标:本专业培养具备电子技术和信息系统的基础知识,能从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的高等工程技术人才。

业务培养要求:本专业是一个电子和信息工程方面的较宽口径专业。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,受到电子与信息工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

1.较系统地掌握本专业领域宽广的技术基础理论知识,适应电子和信息工程方面广泛的工作范围;

2.掌握电子电路的基本理论和实验技术,具备分析和设计电子设备的基本能力;

3.掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力;

4.了解信息产业的基本方针、政策和法规,了解企业管理的基本知识;

5.了解电子设备和信息系统的理论前沿,具有研究、开发新系统、新技术的初步能力。

6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。

主干学科:电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术

主要课程:电路理论系列课程、计算机技术系列课程、信息理论与编码、信号与系统、数字信号处理、电磁场理论、自动控制原理、感测技术等

主要实践性教学环节:包括课程实验、计算机上机训练、课程设计、生产实习、毕业设计等,

一般要求实践教学环节不少于30周。

主要专业实验:至少完成本专业某一方向的一组专业实验等

修业年限:四年

授予学位:工学学士

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