第3章电子信息类专业知识体系架构与课程体系
3.1知识体系架构与专业定位
电子信息类专业涉及知识面非常广泛，研究对象从元器件到系统、从硬件到软件。元器件包括电子器件、光电子器件等，它们是组成现代电子电路、电子与光电子系统的最小物理单元。
(1)电子器件——可以构成具有独立信号处理功能的电路，由电路构成的电子系统可以实现一系列的信号处理功能，如信号采集、传输(通信)、变换(处理)和存储等。不同功能的电路集成在一个芯片中，就构成了集成电路。微处理器是功能复杂的数字集成电路，已经成为现代电子信息系统的核心。微处理器系统中的软件是微处理器系统的灵魂，体现应用系统的结构和功能。微处理器加上总线管理、存储器管理、中断管理以及一些辅助数字电路，就构成了完整的计算机系统。计算机系统可组成各种网络，实现数据信息的收集、传输、存储、加工、检索、利用等。
(2)光电子器件——可以实现光、电信息的相互转换，是实现光信息处理的关键部件。现代光通信、光显示等产业需求，促进了光电子器件不断更新换代。现代光电技术与微电子技术相结合，通过微光学机械电子技术的集成工艺，还可以把光电子器件集成到电子模块中，做成光电子集成模块，能形成各种新型固体成像器件，应用到诸如摄像机、手机相机、夜视眼镜、光电瞄具、红外探测、红外制导、红外遥感、指纹探测、导弹探测、医学检测和透视等光电子系统。
(3)信号处理——包括特征信号的提取，以及去干扰、分析、综合、变换和运算等处理，其过程就是一个数据计算过程，由处理器完成。处理器的技术结构依据处理要求和目标确定。当前，信息处理技术向智能化方向发展。现代电子信息科学与技术发展使得计算机与电子设备、光电子系统融为一体，电子信息系统中软件与硬件相结合，呈现硬件软件化、电子信息系统集成化。
电子信息技术主要研究信号和数据的行为及其应用，它是信息系统设计、分析与应用的基础。
数据用以描述客观事物，可以是数字、字符以及所有能输入到计算机中，被计算机程序识别和处理的符号，包括语言、信号、图像、音视频等等。凡是能够承载事物信息的东西都构成数据。
信号是数据在传输过程中的具体物理表示形式，具有确定的物理描述，如声、光、电等表示。也就是说，信号是数据的载体，是反映数据的物理量。信号的传输和处理通常以电信号和光信号的物理形式呈现，通过场与波的相关技术实现电信号和光信号产生、变换、控制和处理。
信号和数据都是信息的载体。信息是经过加工处理的数据，而信号是数据的电磁编码或电子编码。信息处理由计算机完成。为了实现计算机对信息的处理，客观事物通常用某种形式和结构的数据来描述。由此，基于计算机的信息处理就成为在给定算法条件下对数据的处理。
总之，数据是信息的载体，信号是数据的载体，而场与波又是信号的载体。如果以信息的载体为主线，可以依据元器件、软件与系统及其功能绘制一张如图31所示的“场与波信号数据信息”知识图谱，构成电子信息类的知识体系架构。
图3-1知识图谱
在元器件层面，主要实现电信号、光信号的产生、传输、变化和存储等功能。电子科学与技术、微电子科学与工程、光电信息科学与工程三个专业定位在元器件层面。电子科学与技术专业以电子、光电子各种材料及其元器件，以及集成电路、集成电子系统和光电子系统为研究对象；微电子科学与工程专业以半导体器件物理、功能电子材料、固体电子器件，超大规模集成电路为研究对象；光电信息科学与工程专业以光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示为研究对象。
在设备和系统层面，主要基于计算机和网络，在软硬件两个层面，实现信息获取、传递、处理和利用等。电子信息工程、信息工程和通信工程三个专业定位在设备和系统层面。电子信息工程专业侧重在设备和系统的硬件层面，研究信息获取、信息传输、信息处理与信息应用等方面的理论、技术和工程实现问题；信息工程专业主要是基于超大规模集成电路技术和现代计算机技术，侧重在设备和系统的软件层面，开发信息系统和控制系统的应用技术；通信工程专业侧重在通信系统层面，研究通信领域方面的理论和工程应用问题，设计、开发通信系统和各种信息通信工具。
3.2课程分类体系
按教育部的高等学校工科本科指导性专业规范，普通高校教育内容和知识体系划分为通识教育、专业教育和综合教育三大部分组成。
通识教育内容包括人文社会科学、自然科学、经济管理、外语、计算机文化、体育、实践训练等。
专业教育内容包括学科基础、专业基础、专业实践训练等知识。
综合教育内容包括思想教育、学术与科技活动、文艺活动、体育活动、自选活动等。
通识教育为专业教育打下扎实的基础，专业教育除传授本专业知识的任务外，还结合专业优势与特色，传授相关学科知识，以提高学生进行跨学科应用研究的实践能力和创新能力；综合教育能体现个性化教育特征，也是提高学生的自主学习、成才能力的重要内容。
按“电子信息类专业教学质量国家标准(2015年)”要求，电子信息类专业总学分建议在140~180学分，其中，人文社会科学类课程约占总学分15%；数学与自然科学类课程约占总学分的15%；学科基础及专业类课程约占总学分的30%；实践与实训教学学分(含课程实验折合学分)应不少于25％；综合教育类学分占总学分的10％左右。这方面的要求与“中国工程教育认证通用标准(2015年)”基本一致。
图3-2为以课程类别为单元所构成的电子信息类课程分类体系。通识教育类课程及学科大类基础课程的核心知识领域，由2006—2010年教育部课程教学指导委员制定的相应课程规范规定；专业理论基础和专业技术基础的核心课程及其核心知识单元，由2006—2010年教育部各专业教学指导委员会制定的专业规范规定。已制定的专业规范包括：2006—2010年电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会制定的“高等学校电子信息科学与工程类本科专业指导性专业规范(2010年)”、2006—2010年电子科学与技术专业教学指导分委员会制定的“普通高等学校电子科学与技术本科指导性专业规范(2010年)”、2006—2010年光电信息科学与工程专业教学指导分委员会制定的“全国高等学校光电信息科学与工程类专业指导性专业规范(2010年)”。
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