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电子学与计算机:应用驱动的科技先锋
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更新于2024-07-19
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电子学与计算机是现代科技领域中的两大支柱,它们在各自的发展中扮演着至关重要的角色。电子学作为一门应用导向的科学和技术,其核心是研究电子运动、电磁波及其相互作用,并将这些原理应用于实际操作中,极大地推动了信息处理和通信技术的进步。 电子学的基础始于对电子——自然界中最小的带负电的基本粒子的研究。电子的质量相对较小,且带有稳定的负电荷,与之对应的正电子虽然存在,但寿命极短。原子内的电子与质子之间的平衡决定了物质的电中性,当电子数量改变形成离子时,电子在电子学中就显得尤为重要,尽管离子的应用范围不如电子广泛。电荷的运动产生电流,进而产生电磁波,这些波动的能量传播速度恒定,是电子学中的基本现象。 电磁波包括光波、X射线和γ射线,它们具有波粒二象性,即在特定条件下表现为粒子特性。电子在不同介质中的运动以及电磁波的传播和相互作用,构成了电子学的基础理论框架。电子学的研究不仅限于理论层面,更注重将这些原理转化为实际应用,服务于信息、能源和材料等产业。 电子学的应用范围极其广泛,尤其是在信息作业方面。信息作业的核心活动包括信息的采集、处理、传输、存储、交换和再现,电子学通过电子设备如计算机、传感器、通信网络等,实现了这些任务的高效执行。计算机科学与技术作为电子学的一个分支,自二战以来发展迅速,已成为全球战略产业的关键驱动力,对社会的现代化进程产生了深远影响。 电子学与计算机科学紧密相连,电子学为计算机技术提供基础,而计算机技术又推动电子学的进一步创新和发展。两者共同构建了现代社会的信息基础设施,支撑着科技进步和社会生活的各个方面。电子学的实用性和计算机的广泛应用性,使得这两个领域在当今世界扮演着举足轻重的角色。
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射台,10信道电视中心和10千瓦黑白电视台;建立了邮电科学研究院、电子工业研究院及
其所属研究机构。
1966~1976年是动乱的十年,中国在极其困难的条件下获得的进展主要有:第一颗人
造地球卫星发射成功;第一台集成电路计算机研制成功;自行设计和制造的地球站建成
;25米天线的巨型跟踪雷达投入使用;第一部巨型相控阵雷达进行试运转。
1977年以来,中国的电子学进入了新的振兴时期,获得了许多重大成就。其中有代表
性的成就是:成功地发射了一颗实验定点通信同步卫星;建成了全国卫星测控网;研制成
千万次向量计算机和亿次计算机;研制成16千位随机存储器和8位微处理器;建成了京沪杭
1800路中同轴电缆通信系统;光纤通信系统相继在上海、天津和武汉并入市话网,达到了
实用阶段;初步建成了全国电视网、电视发射台和差转台,总数已达5600余座;在国家科
学技术委员会的领导下,制订了发展电子科学技术的十年规划。
<h4>电子学的专业和学科体系</h4>
现代电子学是一个庞大的专业和学科体系,在这个体系里包含有众多的分支。它们有
机地结合在一起,形成了电子学的统一整体。这些分支,按性质可划分为四大类,即:系
统与大系统技术;基础理论与基础技术;元件、 器件、 材料与工艺;交叉专业和学科类。
现代电子学犹如一株枝叶繁茂的大树,深深地扎根于应用物理、应用化学、应用数学等基
础学科的沃土之中。
<font size="4" face="宋体"><B>系统与大系统技术
</B></font> 属于这一类的分支学科有:通信、〖HTK〗广播〖HT〗、电视、雷
达、导航、〖HTK〗电子对抗〖HT〗、计算机、能电子系统,以及综合多种系统技术的〖
HTK〗大型电子系统〖HT〗。其共同特点是用电子学方法实现具有某一种或多种社会和军
事应用的功能。
通信是以电子学方法,实现从点到点(人与人,人与机器或机器与机器)的信息传输
的原理、技术和系统。广播是将语言、音乐和活动的与静止的图像、文字向公众播发,并
由公众接收、录放的原理、技术和系统。电视是图像和文字以及与之伴随的声音等的摄取
、传输、再现、播发、接收、录放的原理、技术和系统。雷达是利用物体对电磁波的散射
现象以发现飞机、导弹、船舰等目标,并获取这类目标信息的原理、技术和系统。遥感技
术主要是在空中利用地物、云层等的辐射电磁波,观察地面和大气中的现象,从而取得地
理、地貌、地质、植被、水文、气象等有用信息,也可用于军事。遥感技术也可在地面上
应用。导航是以电子学的方法确定船舰、飞机、车辆等的位置并引导其向目的地进发的原
理、技术和系统。电子对抗是敌对双方利用电子手段进行侦察和干扰的原理、技术和系统
。测量和监测系统不仅广泛用于电子科学技术,而且电子测量和检测技术手段还广泛用于
各行各业,包括电量和非电量测量。
计算机是用电子学方法实现数值计算、逻辑作业、数据处理、过程控制、信号与信息
处理、〖HTK〗计算机辅助设计〖HT〗、〖HTK〗专家系统〖HT〗等的原理、技术和系
统,包括各种〖HTK〗计算机硬件〖HT〗和〖HTK〗软件〖HT〗等。计算机是电子学中
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最大的一个分支学科,并正在逐步向自成体系的单独的专业和学科发展。能电子系统是指
用电子手段进行能和动力的作业,如用〖HTK〗太阳电池〖HT〗发电,用微波、高频、激
光、超声波等进行处理和加工,利用电子计算机调度和〖HTK〗微处理器〖HT〗控制节约
电能等。
大型电子系统是多种具有不同功能的电子系统有机地结合起来,协调地运行,形成具
有信息反馈和控制功能的庞大复杂的系统。例如,综合业务数字网环球空间监视系统,航
天测控系统、指挥-控制-通信系统等。
<font size="4" face="黑体">基础理论和基础技术
&#160;</font> 属于这一类的分支学科有:电子线路与〖HTK〗网络分析〖HT〗
、〖HTK〗微波〖HT〗、〖HTK〗天线〖HT〗、〖HTK〗电波传播〖HT〗、测量、电源
、〖HTK〗显示技术〖HT〗、信号处理、 信息论、 自动控制原理、可靠性理论等。它们
是构成功能性电子系统所需的各种技术手段或基础理论。
电子线路与网络是由〖HTK〗电子元件〖HT〗和电子器件组成的功能性电子单元。电
子线路有线性的、非线性的、模拟式、脉冲式和数字式几大类,能实现滤波、频率平衡、
〖HTK〗振荡〖HT〗、〖HTK〗放大〖HT〗、〖HTK〗调制〖HT〗、变频、脉冲形成、
开关、移位、记忆、计数等多种功能。微波技术是有关分米波、厘米波、毫米波等的传输
、辐射、测量和应用等的理论和技术。天线是将约束在〖HTK〗传输线〖HT〗内的电磁能
转换成向指定空间辐射的电磁波或相反过程的理论、技术与装置。电波传播是有关电磁波
在对流层、〖HTK〗电离层〖HT〗、地表面、水下或其他均匀的与不均匀的媒体中传播时
产生吸收、反射、折射、绕射等的理论、方法和实验研究。测量是指在极宽电磁波谱上电
磁参量的测量,包括电子元件、器件、材料、线路和电子装置的基本参量的测量,各种电
子信号的特征参量和电磁能的测量,网络参数的测量以及与这些测量有关的理论、技术和
装置。
电源是用电子方法使化学能、热能、核能、太阳能、交流电能、直流电能、高频能、
微波能、超声能、激光能等相互转变,以供各种用途。
显示技术是将信息以文字、表格、图形等方式提供给信息收受者的技术,包括静态的
和动态的。信号处理是将语言、图像、雷达等电信号或其他电测非电信号进行诸如过滤、
平滑、压缩、变换、重构之类加工过程的理论和技术,以及这些理论和技术在电子和非电
子领域中的应用。信息论研究有关信息的度量、 编码、 传输、处理的一般性理论,是关于
广义通信系统的概括性理论。自动控制是使受控对象达到指定状态或预定功能的理论和技
术。它的理论部分已逐渐上升为控制论和系统工程理论,其技术部分与电子技术相结合形
成具有各种功能的自动控制系统。可靠性理论是有关电子元件、器件、部件、电子装置
,乃至电子系统或大系统的可靠性的理论,以及提高可靠性的各种具体技术方法。
<font size="4" face="黑体">元件、器件与材料、工艺
&#160;</font> 属于这一类的主要分支学科有:〖HTK〗固态电子器件〖HT〗与
集成电路、〖HTK〗真空电子学〖HT〗、电子元件、电子材料及有关生产技术等。这一类
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