近年来电子信息类专业异常火爆,几乎占据了所有高校的专业前三的分数,今年很多高校电子信息专业热度超过计算机排名第一高分专业,今天我们就来解读一下电子信息专业大类
电子信息类专业包含电子信息工程,电子科学与技术,通信工程,微电子科学与工程,光电信息科学与工程以及信息工程几个细分专业。
电子信息科学与技术(有时也叫电子工程/电子等),是近一两个世纪新兴的一门学科。回想我在高中的时候,对于电子的印象来源于两方面:一个是高中物理学习到的电路及电磁场运动相关的知识,另一个则是高中化学里面能级跃迁的知识.大学的电子信息科学与技术,包括但不仅限于这些.
总体而言,电子工程有两个特点。
一是和最先进的生产生活左幡合十分紧密。或许你并不知道通信、光纤、编解码这些词的含义,但你或多或少从新闻中看到过5G、芯片、自动驾驶、北斗等。
光纤是如今通信时仍不可少的传输介质,也是电子工程学科的重要贡献
这种结合紧密并不是说林业学和"生活中离不开花草树木"、电机学和“万事万物离不开电哪种紧密,而是说当你听说某项新技术能够为生活带来改善,那这背后必然有电子工程的身影.处在信息化技术变革的时代,电子工程就是这个变革的核心力量。因此可以说,这是一门很酷的学科。
第二个特点则是艺化^常快。可能十年前教科书里的某项技术,在现在的生活中就难觅踪影(现在谁还在用2G网络呢).但后面的技术的发展又离不开前面的技术作为基础,因此这便是一门知识库在不断扩充的学科,需要同学们不断学习、不断了解,才能够始终站在领域前沿的学科.因此有时候从这个角度来看,这也是一门有点累的学科
若从高中的知识中找点东西来类比,我们可以把电子工程的硏究比作高中物理由的各种简化。大家在高中物理学习了相对论之后,就会发现前面学的各种速度叠加都是相对论下公式在日常生活中的简化0电子工程则是处处如此,如何将一些复杂精妙的设计,结合实际生活中的限制条件,让这些最先进的科学技术走进入们的日常生活,便是笔者看来电子工程作为一门学科最有价值之处
01
本科课程体系
电子究竟学什么?这个冋题不仅是高中生,很多本专业的本科生也不见得了解。为此,以、■笔者所在的清华大学电子系为例,在培养方案中专门有一整年的课程C电子信息科学与技术导引课》,来向同学们介绍电子系究竟在学什么、做什么、为社会能创造什么价值。
整体上看,电子系的培养方案中大致包含以下几类课程
数理基课、数学课程、物理课程、计算机课程
摆IB分方向的选修课,这些选修课的内容或是为接触科研前沿做铺垫,或是本身就已经接近科研前沿,课上通常同时有本科生和研究生.具体的课程同样在下一部分对方向的介绍中捏及。
其中数理基础课和核心专业课程都属于必修内容,而后续的选修课程则与各类细分的专业方向相关.
02
细分方向电子工程所涵盖的学科方向相当之多,在部分院校甚至将两个一级学科拆分岀来单独组建院系(电子科学与技术、信息与通信工程)o笔者对这些方向也不敢说完全了解,因此在这里,笔者试图用一两个例子来粗浅地介绍不同学科方向的主要研究内容。
信息处理,主要研究各种信息(如语音、图像、视频)的分析与处理的技术.例如我们日常生活中常见的人脸识别、语音输入等等,如何将这些人或者其他自然界的信息正确地进行识别与处理,就属于不同的信息处理的研究内容。
常见的专业课程包括:数字图像处理、视听信息系统导论、语音信号处理
信号检测,主要研究各种信号(如雷达、卫星)的识别与检测的技术.大家常听到的北斗卫星等就属于信号检测方向研究的范畴。和大家生活最直接相关的应用就应该是导航了!正是信号检测精度的提高,才使得地图能够知道我们在哪里。从以前信号飘来飘去,到近来某企业近期推岀了车道级别的导航,其背后正是信号检测手段的不断升级。
常见的专业课程包括:数字信号处理、统计信号处理基础
通信理论:主要研究各种通信理论与协议的设计与优化。大家常常听到的3G、4G、5G(以及现在在研究的6G)就属于不同的通信协议.从以前打开网页都卡、到现在在地铁里刷视频都很流畅,底层的技术究竟发生了哪些改变呢?这便是通信方向的研究内容。
常见的专业课程包括:通信信号处理、编码引论、通信系统
微波天线,主要研究微波天线传输的优化与设计.通信理论硏究的是如何对信息迸行编码及传输,微波则是分析这些信号在物理空间中如何以电磁波的形式进行传递。随着微波天线技术的不断进步,通讯需要的天线越来越小:抗日战争时期的老电台都要架设到数米高,上世纪的手机也需要抽岀来一根巨长的天线才能打电话。这些巨大天线的消失,背后就是天线技术一代一代的反复优化。
常见的专业课程包括:微波与光波技术基础、天线原理、射频通信电路
电路系统:主要研究电路集成相关的设计与应用.大家常听到的"造芯片”很大一部分就属于这个研究范畴。从手机芯片、电脑芯片,到各种汽车芯片、医疗芯片等等,都需要科学家们对上面的电路进行精心排列(所谓螺蝴壳里做道场),才能让它又小又快。
光电器件:主要研究光电子。这应该是各个方向里面最贴近物理、化学等基础学科的方向了。如果说电路是在设计,那么光电就是得去看看怎么造岀来了。光刻机一类高端技术就归属于光电方向的研究范畴。记得在笔者上课的时候,这个方向的课程也是唯一需要了解"紧急淋浴”(当溅淋上化学药品后需要赶快冲洗)等化学安全的课程。
常见的专业课程包括:信息光电子学基础、物理光学、光线应用技术如果纵向来看这六个方向,其实从下到上有一个“从硬到软,的过程.总的来说,由于电子工程目前还在处于高速发展的阶段,它还是覆盖面比较广的一个学科.说不定过两年,就会再分岀来一些新的方向呢。
03
交叉性学习
迸入新世纪以来,电子器件以及背后的技术已经渗透到了各行各业中,所以可以说电子工程研究的内容与各行各业均有交叉。举个例子,同学们可以在搜索引擎由搜索5G雁何一个想要搜索的学科,基本都能有相应的研究内容及生产应用.
近年来比较受到
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