电子信息科学技术专业导论讲座心得

专业导论讲座心得

一．“电子信息科学技术”发展与教学改革思考

6月29日下午，黄载禄教授在文科楼A100举行了一场以电子信息科学技术发展与教学改革思考为主题的知识讲座。本次讲座分六个方面去帮助大学生了解信息类专业主要发展方向及前沿。

信息技术革命。主要讲了社会发展的三次工业革命，社会发展的三大支柱是信息材料能源，电子信息产业成为国民经济支柱产业和不断出现新概念如：大数据，云服务，互联网+，工业 4.0，新硬件时代。电子信息技术的发展对人类社会进步的影响无可估量！

电子信息科学技术的发展。首先讲了理论、技术的发展，电磁感应到电磁波应用的研究，二进制编码和数字电路到个人计算机、互联网,开始进入信息化时代！现在进入了通信和互联网相融合的新时代！电子信息科学技术发展中的创新启示：创新源于需求，发明来自实践，理论是创新的基础，意志决定创新成败。然后讲了产品与产业的发展，器件的发展从电子管到晶体管到集成电路与片上系统，图像信号编码理论技术发展，语音信号处理技术进展，技术发展的“颠复性”特征半导体器件，存储器，移动通信到现在的微信。颠复性导致了知识更新，导致了大量原有技术知识过时，不过时的是基础理论，因而学生最重要的是学习基础理论。然后讲了未来的发展走向，发展规律更新越来越快，因此专业教学计划、课程容必然随着技术进步而更新。

学科融合与专业融合的发展趋势。有学科划分和本科专业的关联，“分化”和“融合”的发展状况，学科变化状况，技术发展推进学科融合，信息产业推进学科融合，学科由“分化”走向“融合”这5个方面的容。

信息技术发展新阶段—互联网时代。也讲了一些互联网是通信和计算机相结合的产物，移动互联网是移动通信网和固定互联网的融合，信息化社会和互联网时代的特征，“互联网+”—推进我国产业发展的国家政策等方面的容。

电子信息科学技术的理论构架。学科关系及分工，基础理论构架。学科基础是信号，电路和软件。

教学改革思考。讲了基础理论引领系统的发展，以学科 + 为依托，优化课程体系，实行宽口径培养，优化基础课程，重视核心课程的教学，指导学生重视社会需求，重视介绍课程容与应用的关系，开设“导（概）论”课指导学生学习。

信息类科学技术发展越来越快，新的东西越来越多，我们只有不停学习，不停创新才能走在世界前列。现在是一个互联网时代，我们要发展好移动互联网，在信息时代推进互联网高速发展。作为学生要学好基础，核心课程，重视社会需求，重视学习与应用的联系。

二．高端通用芯片设计与应用研究

6月30日上午，科奕教授在文科楼A100举行了一场以高端通用芯片设计与应用研究为主题的知识讲座。主要讲了处理器方面的一些知识和我国在这方面的发展情况，以及我国与其他国家的差距。

处理器有CPU，GPU和DSP。还讲了IP，IC，ARM等一些概念。INTEL和AMD

在处理器方面的发展历程。

我记得最深刻的就是摩尔定律。其容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

我国在集成电路，特别是芯片研发方面落后于许多发达国家，所以我们应努力学习，提高创新水平，拉近与发达国家的距离。如果要走在世界前列，必须要有属于自己的高端处理器。国家应多培养这方面的创新型人才，国家之间竞争的核心是人才的竞争。研发属于中国的处理器，必须从底层做起，有自己的专利，提高创造水平，才能不落后于发达国家。

三．信号检测技术

7月1日上午，贺慧勇教授在文科楼A100给我们讲了2013级信息科学类专业导论信号检测技术。

首先讲了信号检测技术涉及的基础知识。包括误差理论，信号的检测（传感器），模拟信号的处理（信号调理电路）和数字信号的处理。检测与测量的概念，检测——检验和测量检验，测量——直接测量和间接测量。传感器与敏感器的概念，传感器是非电量系统与电量系统之间的接口，敏感器：把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置。

检测系统的结构。检测系统是由传感器、信号调理器和输出环节三部分组成。目标有：对现有测量系统的测量误差具有分析能力；具有选择传感器的能力；具有设计信号调理电路的能力；具有组成自动检测系统的能力。

最后讲了信号检测技术应用举例。何继善的管涌探测，电容式传感器的应用都是其应用的实例。重点讲了电容式传感器，其应用实例有智能旋转滤网液位差控制装置的研制，石英挠性加速度计和漆包线介电谱分析。基础课程有电磁学，单片机，传感器，力学，自动控制，微弱信号检测与处理，电路原理示例，电动力学，数理方法等。

信号检测技术在现代是一个非常重要的学科，许都领域都要应用这方面的知识。要做好一个信号检测系统，必须有对测量系统的测量误差分析，选择传感器，设计信号调理电路，组成自动检测系统的能力。要学好模拟，数字信号的处理方法。重要在转换，如何使直接测量转换为间接测量，不好测量的量转换为好测量的量。

四．新硬件时代的理解与观点

7月2日上午，我在文科楼报告厅听了仁发教授的讲座。这其中有许多容让我感触颇深。如中国制造2025，工业互联网，工业4.0，互联网+，欧盟“地平线2020”计划，新硬件时代等一些名词。

他在日本考察，参观了2015 ESEC 日本嵌入式系统展览会，去了奈良先端科技大学院，大阪大学和名古屋大学等，考察了实验室，重点是机器人。总结了日本机器人研究机制特点。

他关于新硬件时代的理解。中国还在“互联网+”，美国已是新硬件时代。Google(纯互联网企业)在干什么？极客和创客（GEEK &MAKER）。新硬件时代从技术的层面理解，我认为是新智能时代的到来！

关于“智能”的新理解。找出的东西怎样具备智能，一直是人类的梦想。例如：机器可以思维吗？人们日常依赖的工具的能力质变大概有四级台阶：功能，智能，智力，智慧。智能来自哪里：60年代：智能来自推理。70—80年代：智能来自专家。90年代智能来自本能。IBM 智能来自并行处理能力。2010年代智能来自大数据。有意义的大数据…群体智能。智能来自大数据+机器学习！人工智能：大脑还是工具，科学还是工程。两个不同的研究方向：机器可以思维吗？机器的行为智能吗？

以汽车为例。未来汽车发展的挑战与趋势。主要讲智能汽车和汽车电子软件架构与产品。

我们的工作。改革教学——做中学、学中做。改革研究——“接地气”。汽车、机器人是重点。汽车的挑战:电子系统与软件改变了行业的竞争。

今后，这方面的全球竞争将越来越激烈，越往后走道路越窄。新硬件时代，还可能颠覆传统的工业企业模式。

日本在科研方面投入了大量成本，非常重视教育和科技，这点值得我们学习。现在的新硬件时代可以说是一个新智能时代。一个关键研究方向是怎样实现智能。作为学生，不能仅仅在教室学习，还要多去实验室学习，做中学，学中做。我觉得只要设计出一个智能机器人，就可以代替人类去思考。只是重点是怎样实现智能。

五．功率半导体器件及其物理机制研究的介绍

7月2日下午，报告厅举办了一场关于功率半导体器件及其物理机制研究的介绍的讲座。主讲人王俊是大学电气与信息工程学院教授、博导。

首先是功率半导体器件的简介。介绍了电能变换，汞弧整流器原理，半导体，晶体管，器件基础理论，高压功率半导体器件终端技术，PN 结二极管工作原理和开关特性，BJT工作原理和开关特性，晶闸管工作原理，MOSFET工作原理和开关特性，IGBT工作原理。接着讲硅基功率半导体器件的发展简史，应用和市场，MOSFET市场供应商，功率半导体器件国企业和加工制作企业。

电力电子器件的性能要求：低功耗、大容量、高开关频率、耐高温。电力电子器件的发展趋势是更高开关频率、更低功耗、更大功率容量、耐高温。

然后讲硅基功率器件的研究。主要有整晶圆IGBT，分立功率MOSFET，功率MOSFET模块的封装集成，单片集成功率MOSFET模块。

SiC功率器件及应用的研究。研究意义是SiC相比Si的优势，以及国外对SiC开展的研究。SiC IGBT的设计和研制，ETO晶闸管的研发历程，SiC ETO晶闸管的研究，SiC MOSFET应用的研究。

总结。硅基电力电子器件的性能尚有小幅度提高的空间，介绍了硅基整晶圆IGBT和MOSFET的研究。SiC电力电子器件和应用领域需要更多创新性的研究，介绍了高压SiC器件及其应用的研究。

半导体器件是集成电路的重中之重，研发出低功耗、大功率容量、耐高温、高开关频率的半导体器件是我们的追求。SiC是一个优势明显的功率半导体器

件，我们要加大投资去研制和设计。

六．基于耦合腔波导的单光子量子器件理论研究

7月2日下午，报告厅举办了一场由师大学周兰主讲的有关于量子器件理论研究的讲座。这场讲座中，主要讲量子物理科学研究，觉得很有研究价值。写一些学习心得。

量子物理推动科学研究和社会经济的发展，量子物理是孕育和导致诺贝尔奖的重要领域（科学研究方面）。量子物理导致了以激光技术、半导体技术和核能技术为代表的新技术革命，深刻地影响了人类的物质、精神生活，已成为社会经济发展的原动力。

量子物理有望突破当代科技进步面临的瓶颈问题，如计算能力和信息安全。量子计算机突破尺度极限，解决散热问题，有Moore定律知是历史发展的必然。

信息中的物理基础，经典比特，量子比特。N个存储器，经典可存储一个数，而量子可同时存储2的N次方个数。量子计算的超强能力，优点：信息容量大，实现并行操作，进行的操作是可逆的不发热。计算复杂性比较：Shor大数因子化，Grove搜索算法。量子不可克隆，量子隐形传态。量子的基本特性，量子相干性和纠缠性。量子比特的物理实现。

研究工作背景：全量子网络。量子网络 = 量子通道 + 量子结点。量子通道为信息和能量的载体。考虑的关键科学问题：低维结构中单光子和状态的相干控制。

我们的研究工作。单信道光子器件——单光子晶体管，基本光子器件的应用，多信道光子器件——量子路由器，单光子频率转换器，相干存储。单光子频率转换器形成条件：两通道能带有交叠，激发态能级落在两能带交叠处。

量子物理在推动科学研究和社会经济的发展方面都有很重要的作用，量子计算机有超强计算能力和信息容量大且信息安全。

七．物联网在装备制造业中的发展与应用创新

7月3日下午，在文科楼A100举行了一场以物联网在装备制造业中的发展与应用创新为主题的知识讲座，周翔为主讲人。本次讲座分五个方面去帮助大学生了解物联网在装备制造业中的发展与应用创新。

首先是物联网概述。以人为中心，如智慧地球，数字化和信息化。核心要素，如全面感知，可靠传送和智能处理。物联网发展前景广阔。

装备制造业的产品特征。产品：种类多，结构复杂，价值高。服务：总量大，分布广。工作环境：高低温，盐雾，极端地形等差异大。面临的需求:管理，服务，诊断。

物联网技术面临的挑战与进展。设备工况通彻感知，硬件问题；可靠稳定的互联互通，SCP智能协议；海量信息的存储雨处理，自由表。

价值挖掘与系统应用。建立新型工业模式。典型系统应用，如搅拌，工程机械，施工数据分析系统。

基于大数据的物联网技术展望。思维模式转变,从理论分析因果联系到数据

分析相关趋势。大数据可视化，简单便捷，可以主动维护和故障诊断新手段。

最后总结。装备制造业物联网技术的研究现状：突破了感知，通信，数据处理，应用联系等核心技术。对装备制造业物联网技术的展望：产品故障诊断由“切片诊断”进入“全息诊断”时代。

科学发展是一个有艺术到技术的过程。艺术要有天才和运气，而科学要有逻辑和推理。物联网技术有感知，联通，存储3个方面。从理论分析到数据分析，物联网可以建立新型工业模式。

八．科学研究中如何实现创新

2015年7月3日下午4点，科学研究中如何实现创新讲座在理工大学图书馆1号楼报告厅举行。中国工程院院士欧阳晓平先生受邀主讲，在接近两个小时的报告里，欧阳晓平从一个科学工作者的角度，和我们分享了他在对科研中实现创新的见解。

讲座伊始，欧阳晓平向我们展示了一段机器人坦克的视频，小坦克在各种地理环境下（雪地、侧破、台阶、沼泽地等）穿行无阻，这是众多科研工作者积极探索、多次改进后的成果，“让你们感受一下什么是创新”，欧阳晓平如是说道。随后，欧阳晓平开门见山地指出，创新是价值的实现，创新的实质就是“无中生有”，并以互联网、物联网和空间探索的出现来印证。接着，讲座进入主体部分，欧阳晓平将他的演讲分成了四部分。

在第一部分，欧阳晓平首先谈了和我们学生息息相关的学位论文写作，他强调论文的选题要能满足重大需求和处于学术前沿，同时要是短项待补，可以实现的。欧阳晓平也指出了各个学位论文写作的不同要求。学士学位论文是可以通过查阅资料解决的简单问题，而硕士论文是有一个确定解，较复杂的科学技术或工程问题，博士论文是一个未知的，学术界还没有研究或没有彻底解决的，具有挑战性的科学技术或工程问题，硕士论文和博士论文更注重于培养学生自主研究的能力和对学术的敏感性。然后，欧阳晓平由学位论文过渡到重要科研项目研究，他给我们介绍了自然基金项目、863/973项目和重大科研项目，自然基金项目是针对申请书提出的科学问题和研究目的开展研究以基础或应用研究为主，而863/973项目以突破关键技术问题，建立研究平台为主要目标，如学位论文的写作要求由学士向博士递增一样，科研项目的深度和对科研人员的要求也由自然基金项目向重大科研项目递增。

在讲座的第二部分，欧阳晓平向我们阐述了如何高质量地完成学位论文，掌握重大关键技术和重大基础理论，并处于学术前沿是三大要素。欧阳晓平将论文的写作分成如下几个步骤：首先是课题调研；然后是科学研究提出问题，核心在于正确地提出问题，关键在于准确地把握因果关系；接着，要基于问题确定研究课题，研究的容由待解决的关键问题确定；最后是课题的最终完成。欧阳晓平指出，不管课题有多么复杂，研究的问题必须具体化，可实现、可操作。

紧接着，欧阳晓平以亲身经历向我们讲解了如何在科研中实现创新。他强调做科研需要积累足够的知识和经验，掌握理论研究手段和基础实验技能，我们常常面临的创新的障碍包括知识和经验不丰富、知识结构不合理，客观环境的制约和人的生理状况及意志、兴趣、情绪等非理性因素的影响。要在科研中创新，欧阳晓平提出了他的“三部曲”理论：科技创新的过程应该包括提出问题、研究和

解决问题，科技创新的关键在于提出问题，科技创新的根本在于发现因果关系（如同钥匙和锁）。接下来，欧阳晓平和我们分享了他的创新体会，科学创新要“用时间推出来的”，要培养热爱与坚持的意志品质，把问题装在脑子里，长期思考就能获得灵感，要顺势而为，要敢冒风险，敢于突破权威和现有认识。

讲座的第四部分，欧阳晓平谈到了创新的重要性以及如何推动创新。他首先引用总书记和同志的发言，告诉我们创新是强国之路，然后指出发展创新驱动战略的首要任务是推动创新文化建设。创新文化是一个名族不竭创新的在动力，创造创新文化孕育生产力。他提到，为推动创新，我们要培养创造性人格、创新思维和发散思维。欧阳晓平认为，为推动创新还需具备的基本要素，从硬性平台看，包括科研设施、科研项目和科技人员；从环境和软件来看，包括制度、政策、思想方式和价值观念，这需要政府以及社会各界广大的科学工作者共同发力来实现，为我国的科学事业发展打下基础。“一条小巷，又弯又长，我拿着一串钥匙，敲着厚厚的墙”，欧阳晓平引用顾城的诗句来结束自己的演讲，他说，科学研究有时就宛若一首美妙的诗，在没有找到那扇正确的门之前，我们都在“深巷”中摸索，前进。

讲座最后，在场的同学们和欧阳晓平进行了互动，同学们的问题从专业性较强的话题，到如何寻找感兴趣的课题，到人生的抉择等等，欧阳晓平都进行了详细的解答，每次都会附带着讲上一个自己生活中小故事来让同学们更加信服。

现代社会的竞争主要在于人才，而人才的强弱主要在于有多高的创新水品。创新的基础在于模仿，先要学习，然后才能创造。要有批判性思维，勇于指出不足之处。要有逆向思维，有时一个过程的反方向，又是另一个科研领域。

九．物联网技术及应用

7月6日下午，在文科楼A100举行了一场以物联网技术及应用为主题的知识讲座，主讲人为文勇军。

首先讲了物联网概述。背景，起源及各国物联网战略。“感知中国”的提出，美国的“智慧地球”。物联网（INTERNET OF THING):利用射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现物与物的在任何时间、任何地点的连接，从而进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。

物联网的“物”：有相应信息的接收器；有数据传输通路；有一定的存储功能；有 CPU；有操作系统；有专门的应用程序；有数据发送器；遵循物联网通信协议；在世界网络中有可被识别的唯一编号。关键技术：RFID，卫星定位，传感器，传输技术，嵌入式智能技术，纳米技术。物联网的特征:全面感知,可靠传输,智能处理。体系架构:应用层，网络层，感知层。作用：促进经济复，优化经济结构，节约能源等。应用如智慧的交通和智慧的电力。

物联网的发展趋势。行业信息化，关键技术发展，标准化体系，身份识别。关键问题：成本是首要关注的因素，标准是发展的核心问题，关键技术是发展的瓶颈，安全隐私困扰应用推广。

物联网的关键技术。核心技术有，感知层技术：传感器技术、无线传感网（WSN）、射频识别（RFID）、微机电系统（MEMS）、GPS、蓝牙、WIFI等。网络层技术：通信网、3G网络、GPRS、广电网络、WLAN、NGB广域网络、M2M等。

应用层技术：企业资源计划（ERP）、决策支持、专家系统（Expert System）、云计算、系统集成等。

物联网的应用。智能交通，交通运输、公安管理、环境监测、停车管理和公众出行服务；智能超市，商品管理和超市结算；防侵系统，实现监控中心，网络传输与前端探测分系统联动控制分系统的互联互通；畜牧溯源；个人保健，体温，血压，心电图，血氧检测等健康参数；智能家居，数字家庭，信息，通信，娱乐生活；文物保护；空间、海洋探索等。

物联网在社会生活中的作用越来越不可或缺。能促进社会经济发展，节约能源，提高效率。核心技术主要有3个方面：感知层技术，网络层技术和应用层技术。

十．有机半导体的界面研究

7月8日上午，高永立教授在文科楼A100举行了一场以有机半导体的界面研究为主题的知识讲座。

首先是背景介绍。讲了发光二极管，特性有省电，软的屏幕。自旋电子学：集逻辑，存储，通信于一体，快速，低能耗，高容量，非易失。有较长弛豫时间。有机半导体自旋电子学，自旋相干时间长。还讲了场效应晶体管，HOMO，F16CuPc，BP2T等。

接下来讲了界面迁移率和德拜效应，红荧烯的能带结构，自旋的注入和弛豫，最后讲了钙钛矿的分解机制，这可以用来研究太阳能电池。

有机半导体工业的飞速发展，人们对有机微电子器件中基础物理、化学问题的研究越来越深入。在以有机电致发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)及有机光伏电池(OPVC)等典型膜型结构器件中，提高界面载流子注入效率以及器件寿命一直是人们努力的重点。界面载流子的注入效率最主要的是受注入势垒的影响。实际的多数金属/有机界面和部分有机/有机界面，由于界面偶极的存在而偏离该模型。对材料的界面和表面的电子态,尤其是表面价电子的情况应当作为一个研究的重点。一方面,它可以给材料的选择,界面的生长合成以及器件的结构提出合理的方案,并对器件性能的检测作一定的指导和提供依据；另一方面,对界面和表面的研究可以找到器件的不足之处,选择匹配的能带材料,针对性地对器件进行改进。

有机半导体材料制造成本低、应用面广泛。作为新型的功能材料在光电、电磁等领域显示出良好的应用前景。

:胡白露学号:201355110120