電子工程文化

1、工程文化系列專題電子工程文化電子工程文化主講：江冰主講：江冰 教授教授1360614036013606140360 電子信息專業(yè)、學科、產(chǎn)業(yè)的認識電子信息專業(yè)、學科、產(chǎn)業(yè)的認識電子工程含涵概電子工程含涵概電子工程文化特征電子工程文化特征第一節(jié)第一節(jié) 電子工程文化概述電子工程文化概述v電子工程與信息工程電子工程與信息工程的范疇如何劃分？的范疇如何劃分？v有學者認為：有學者認為：電子工程：電子設(shè)施、硬件和軟件等。電子工程：電子設(shè)施、硬件和軟件等。信息工程：傳輸信息的設(shè)施、硬件和軟件等。信息工程：傳輸信息的設(shè)施、硬件和軟件等。v國家產(chǎn)業(yè)層面劃分，二者同屬一個大領(lǐng)域國家產(chǎn)業(yè)層面劃分，二者同屬一個大領(lǐng)域

2、電子信息領(lǐng)域電子信息領(lǐng)域第一節(jié) 電子工程文化概述思考思考v我國在電子信息領(lǐng)域我國在電子信息領(lǐng)域 專業(yè)劃分？專業(yè)劃分？ 學科劃分？學科劃分？ 產(chǎn)業(yè)劃分？產(chǎn)業(yè)劃分？第一節(jié) 電子工程文化概述思考思考1-11-1、本科專業(yè)劃分（、本科專業(yè)劃分（20122012最新版）最新版）（與電子信息密切相關(guān)專業(yè)）（與電子信息密切相關(guān)專業(yè)）0808工學門類工學門類 08070807電子信息類電子信息類080701080701電子信息工程、電子信息工程、080702080702電子科電子科學與技術(shù)、學與技術(shù)、 080703080703通信工程、通信工程、微電子科學與工程、光微電子科學與工程、光電信息科學與工程、信息工

3、程電信息科學與工程、信息工程08080808自動化類自動化類 080801080801自動化自動化08090809計算機類計算機類080901080901計算機科學與技術(shù)計算機科學與技術(shù)、 080902080902軟軟件工程、件工程、080903080903網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)工程、080904080904信息安全、信息安全、080905080905物物聯(lián)網(wǎng)工程聯(lián)網(wǎng)工程、080906080906數(shù)字媒體技術(shù)數(shù)字媒體技術(shù)第一節(jié) 電子工程文化概述08030803儀器類儀器類測控技術(shù)與儀器測控技術(shù)與儀器08050805能源動力類能源動力類080501080501能源與動力工程能源與動力工程08060806

4、電氣類電氣類電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化0802機械類機械類080201080201機械工程機械工程、機械設(shè)計制造及其自動化、機械設(shè)計制造及其自動化、材料成型及控制工程、機械電子工程、材料成型及控制工程、機械電子工程、080205080205工業(yè)設(shè)計工業(yè)設(shè)計、過、過程裝備與控制工程、車輛工程、汽車服務(wù)工程程裝備與控制工程、車輛工程、汽車服務(wù)工程08040804材料類材料類080401080401材料科學與工程、材料科學與工程、080405080405金屬材料工金屬材料工程程。第一節(jié) 電子工程文化概述0202經(jīng)濟學門類經(jīng)濟學門類0204 0204 經(jīng)濟與貿(mào)易類經(jīng)濟與貿(mào)易類02040102

5、0401國際經(jīng)濟與貿(mào)易國際經(jīng)濟與貿(mào)易、020402020402貿(mào)易貿(mào)易經(jīng)濟經(jīng)濟1212管理學門類管理學門類12011201管理科學與工程類管理科學與工程類110101110101管理科學、管理科學、110102110102信息管信息管理與信息系統(tǒng)、理與信息系統(tǒng)、110103110103工程管理、工程管理、110104110104房地產(chǎn)開發(fā)與管理、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、110105110105工程造價工程造價12021202工商管理類工商管理類120201K120201K工商管理工商管理、120202120202市場營銷、市場營銷、120203K120203K會計學會計學、120204120204財

6、務(wù)管理、財務(wù)管理、120205120205國際商務(wù)、國際商務(wù)、120206120206人力資源管理、人力資源管理、120207120207審計學、審計學、120208120208資產(chǎn)評估、資產(chǎn)評估、120209120209物業(yè)管理、物業(yè)管理、120210120210文化產(chǎn)業(yè)管理文化產(chǎn)業(yè)管理第一節(jié) 電子工程文化概述v1313藝術(shù)學門類藝術(shù)學門類v13051305設(shè)計學類設(shè)計學類130501130501藝術(shù)設(shè)計學、藝術(shù)設(shè)計學、 130502130502視覺視覺傳達學、傳達學、 130503130503環(huán)境設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、 130504130504產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計 130505130505服裝與服飾

7、設(shè)計、服裝與服飾設(shè)計、 130506130506公共藝術(shù)、公共藝術(shù)、 130507130507工藝美術(shù)、工藝美術(shù)、 130508130508數(shù)字媒體藝術(shù)數(shù)字媒體藝術(shù)特設(shè)專業(yè)類特設(shè)專業(yè)類v08070807電子信息類電子信息類 080707T 080707T廣播電視工程、廣播電視工程、080708T080708T水聲工程、水聲工程、080709T080709T電子封裝技術(shù)、電子封裝技術(shù)、080710T080710T集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)、080711T080711T醫(yī)學信醫(yī)學信息工程、息工程、080712T080712T電磁場與無線技術(shù)、電磁場與無線技術(shù)、80713T 80

8、713T 電波傳播與天線、電波傳播與天線、080714T080714T電子信息科學與技術(shù)、電子信息科學與技術(shù)、 080715T080715T電信工程及管理、電信工程及管理、080716T080716T應(yīng)用電子技術(shù)教應(yīng)用電子技術(shù)教育育v08080808自動化類自動化類080802T080802T軌道交通信號與控制軌道交通信號與控制v08090809計算機類計算機類080907T080907T智能科學與技術(shù)、智能科學與技術(shù)、080908T080908T空間信息與數(shù)字技術(shù)、空間信息與數(shù)字技術(shù)、080909T080909T電子與計算電子與計算機機2-12-1、學科劃分、學科劃分（20112011版相關(guān)

9、一級學科，博士版相關(guān)一級學科，博士/ /碩士點）碩士點）v0808工學工學 08020802 機械工程機械工程 08040804 儀器科學與技術(shù)儀器科學與技術(shù) 08080808 電氣工程電氣工程 08090809 電子科學與技術(shù)（可授工學、理學學位）電子科學與技術(shù)（可授工學、理學學位） 08100810 信息與通信工程信息與通信工程 08110811 控制科學與工程控制科學與工程 08120812 計算機科學與技術(shù)（可授工學、理學學位）計算機科學與技術(shù)（可授工學、理學學位） 08350835 軟件工程軟件工程 新增新增第一節(jié) 電子工程文化概述 v12 管理學管理學 1201 管理科學與工程（可

10、授管理學、工學學位）管理科學與工程（可授管理學、工學學位） 1202 工商管理工商管理 1203 農(nóng)林經(jīng)濟管理農(nóng)林經(jīng)濟管理 1204 公共管理公共管理第一節(jié) 電子工程文化概述二、學科劃分二、學科劃分（2011版相關(guān)一級學科，博士版相關(guān)一級學科，博士/碩士點）碩士點）3-13-1、電子信息產(chǎn)業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)（來源：（來源：電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2011版）版）電子信息產(chǎn)業(yè)是指為了實現(xiàn)制作、加工、處電子信息產(chǎn)業(yè)是指為了實現(xiàn)制作、加工、處理、傳播或接收信息等功能或目的，利用電理、傳播或接收信息等功能或目的，利用電子技術(shù)和信息技術(shù)所從事的與電子信息產(chǎn)品子技術(shù)和信息技術(shù)所從

11、事的與電子信息產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)備生產(chǎn)、硬件制造、系統(tǒng)集成、軟相關(guān)的設(shè)備生產(chǎn)、硬件制造、系統(tǒng)集成、軟件開發(fā)以及應(yīng)用服務(wù)等作業(yè)過程的集合。件開發(fā)以及應(yīng)用服務(wù)等作業(yè)過程的集合。 第一節(jié) 電子工程文化概述u電子信息產(chǎn)業(yè)電子信息產(chǎn)業(yè)主要包括：主要包括：電子信息工業(yè)（計算機設(shè)備制造業(yè)、通信域網(wǎng)絡(luò)電子信息工業(yè)（計算機設(shè)備制造業(yè)、通信域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造業(yè)、其它信息設(shè)備制造業(yè)）；設(shè)備制造業(yè)、其它信息設(shè)備制造業(yè)）；信息服務(wù)業(yè)和信息開發(fā)業(yè)（軟件產(chǎn)業(yè)、數(shù)據(jù)庫開信息服務(wù)業(yè)和信息開發(fā)業(yè)（軟件產(chǎn)業(yè)、數(shù)據(jù)庫開發(fā)產(chǎn)業(yè)、電子出版業(yè)、其他信息相關(guān)業(yè)）。發(fā)產(chǎn)業(yè)、電子出版業(yè)、其他信息相關(guān)業(yè)）。第一節(jié) 電子工程文化概述u國家電子信息行業(yè)分類國家

12、電子信息行業(yè)分類A0000 A0000 雷達工業(yè)行業(yè)雷達工業(yè)行業(yè)B0000 B0000 通信設(shè)備工業(yè)行業(yè)通信設(shè)備工業(yè)行業(yè)C0000 C0000 廣播電視設(shè)備工業(yè)行業(yè)廣播電視設(shè)備工業(yè)行業(yè)D0000 D0000 電子計算機工業(yè)行業(yè)電子計算機工業(yè)行業(yè)E0000 E0000 軟件產(chǎn)業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)F0000 F0000 視聽設(shè)備工業(yè)行業(yè)視聽設(shè)備工業(yè)行業(yè)G0000 G0000 電子測量儀器工業(yè)行業(yè)電子測量儀器工業(yè)行業(yè)H0000 H0000 電子工業(yè)專用設(shè)備工業(yè)行業(yè)電子工業(yè)專用設(shè)備工業(yè)行業(yè)I0000 I0000 電子元件工業(yè)行業(yè)電子元件工業(yè)行業(yè)J0000 J0000 電子器件工業(yè)行業(yè)電子器件工業(yè)行業(yè)K0000

13、K0000 電子信息機電產(chǎn)品工業(yè)行業(yè)電子信息機電產(chǎn)品工業(yè)行業(yè)L0000 L0000 電子信息專用材料工業(yè)行業(yè)電子信息專用材料工業(yè)行業(yè)第一節(jié) 電子工程文化概述u電子信息產(chǎn)業(yè)鏈分類電子信息產(chǎn)業(yè)鏈分類硬件硬件-軟件軟件-服務(wù)業(yè)服務(wù)業(yè)芯片及元器件芯片及元器件-組件組件-整機整機研發(fā)研發(fā)-生產(chǎn)生產(chǎn)-銷售業(yè)銷售業(yè)第一節(jié) 電子工程文化概述u電子信息產(chǎn)業(yè)管理機構(gòu)電子信息產(chǎn)業(yè)管理機構(gòu)v政府最高管理機構(gòu)政府最高管理機構(gòu)中華人民共和國工業(yè)和中華人民共和國工業(yè)和信息化部（信息化部（2008年公布）年公布）第一節(jié) 電子工程文化概述u信息產(chǎn)業(yè)部、國務(wù)院信息化辦公室、國際科學信息產(chǎn)業(yè)部、國務(wù)院信息化辦公室、國際科學技術(shù)工業(yè)

14、委員會（除核電）、國家發(fā)改委（工技術(shù)工業(yè)委員會（除核電）、國家發(fā)改委（工業(yè)行業(yè)管理與信息化）業(yè)行業(yè)管理與信息化）工信部工信部 1）辦公廳；）辦公廳； 2）政策法規(guī)司）政策法規(guī)司 ；3）規(guī)劃司；）規(guī)劃司；4）財務(wù)司；）財務(wù)司；5）產(chǎn)業(yè)政策司）產(chǎn)業(yè)政策司 6）科技司；科技司；7）運行監(jiān)測協(xié)調(diào)局；）運行監(jiān)測協(xié)調(diào)局；8）中）中小企業(yè)司；小企業(yè)司；9）節(jié)能與綜合利用司；）節(jié)能與綜合利用司；10）安全生產(chǎn)司；）安全生產(chǎn)司；11）原材料工業(yè)司（國家履行原材料工業(yè)司（國家履行禁止化學武器公約禁止化學武器公約工作辦公工作辦公室）；室）；12）裝備工業(yè)司；）裝備工業(yè)司；13）消費品工業(yè)司；）消費品工業(yè)司；14）軍

15、民）軍民結(jié)合推進司；結(jié)合推進司；15電子信息司電子信息司；16）軟件服務(wù)業(yè)司軟件服務(wù)業(yè)司；17）通信發(fā)展司通信發(fā)展司；18）電信管理局電信管理局；19）通信保障局通信保障局；20）無線電管理局（國家無線電辦公室）；無線電管理局（國家無線電辦公室）；21）信息化推進司；）信息化推進司；22）信息安全協(xié)調(diào)司；）信息安全協(xié)調(diào)司；23）國際合作司（港澳臺辦公）國際合作司（港澳臺辦公室）；室）；24）人事教育司。）人事教育司。工業(yè)和信息化部下設(shè)：工業(yè)和信息化部下設(shè)：第一節(jié) 電子工程文化概述典型司級機關(guān)職責典型司級機關(guān)職責電子信息司電子信息司產(chǎn)品制造的行業(yè)管理工作；協(xié)調(diào)重大系統(tǒng)裝備、微電產(chǎn)品制造的行業(yè)管理

16、工作；協(xié)調(diào)重大系統(tǒng)裝備、微電子等基礎(chǔ)產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)，協(xié)調(diào)國家有關(guān)重大工程項目所需配套裝備、子等基礎(chǔ)產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)，協(xié)調(diào)國家有關(guān)重大工程項目所需配套裝備、元器件、儀器和材料的國產(chǎn)化；促進技術(shù)推廣應(yīng)用。元器件、儀器和材料的國產(chǎn)化；促進技術(shù)推廣應(yīng)用。通信發(fā)展司通信發(fā)展司協(xié)調(diào)公用通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、專用通信網(wǎng)的建設(shè)，促進協(xié)調(diào)公用通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、專用通信網(wǎng)的建設(shè)，促進網(wǎng)絡(luò)資源共享；擬訂網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展政策；重要通信設(shè)施建設(shè)管理；監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)資源共享；擬訂網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展政策；重要通信設(shè)施建設(shè)管理；監(jiān)督管理通信建設(shè)市場；擬訂電信業(yè)務(wù)資費政策和標準并監(jiān)督實施。管理通信建設(shè)市場；擬訂電信業(yè)務(wù)資費政策和標準并監(jiān)督實施。通信

17、保障局通信保障局組織研究國家通信網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)信息安全問題并提出政組織研究國家通信網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)信息安全問題并提出政策措施；協(xié)調(diào)管理電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息安全平臺；組織開展網(wǎng)絡(luò)環(huán)策措施；協(xié)調(diào)管理電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息安全平臺；組織開展網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和信息治理，配合處理網(wǎng)上有害信息；擬訂電信網(wǎng)絡(luò)安全防護政策并境和信息治理，配合處理網(wǎng)上有害信息；擬訂電信網(wǎng)絡(luò)安全防護政策并組織實施；負責網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)急管理和處置；負責特殊通信管理，擬訂通組織實施；負責網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)急管理和處置；負責特殊通信管理，擬訂通信管制和網(wǎng)絡(luò)管制政策措施；管理黨政專用通信工作。信管制和網(wǎng)絡(luò)管制政策措施；管理黨政專用通信工作。第一節(jié) 電子工程文化概述

18、v省設(shè)置：經(jīng)濟和信息化委員會（省經(jīng)信委）省設(shè)置：經(jīng)濟和信息化委員會（省經(jīng)信委）v市設(shè)置：經(jīng)濟和信息化委員會（市經(jīng)信委）市設(shè)置：經(jīng)濟和信息化委員會（市經(jīng)信委）第一節(jié) 電子工程文化概述四、電子工程四、電子工程u有學者概括：有學者概括：電子工程是利用電子工程是利用電子電子活動和效應(yīng)的活動和效應(yīng)的科學知識來設(shè)計、開發(fā)以及測試設(shè)備、系統(tǒng)或裝備科學知識來設(shè)計、開發(fā)以及測試設(shè)備、系統(tǒng)或裝備的一門工程學科。電子工程表示一個廣泛的工程領(lǐng)的一門工程學科。電子工程表示一個廣泛的工程領(lǐng)域，覆蓋了很多子領(lǐng)域，包括域，覆蓋了很多子領(lǐng)域，包括儀器儀器儀表、儀表、通信通信、半半導體導體電路設(shè)計、電路設(shè)計、電路與系統(tǒng)電路與系統(tǒng)

19、、電磁場與微波技術(shù)、電磁場與微波技術(shù)、數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理等。等。第一節(jié) 電子工程文化概述五、電子工程文化五、電子工程文化u在電子工程研究、建設(shè)和應(yīng)用活動中所形成、反在電子工程研究、建設(shè)和應(yīng)用活動中所形成、反映、傳播的文化現(xiàn)象映、傳播的文化現(xiàn)象u是是工程與文化的結(jié)合，是人類社會生存、生活、工程與文化的結(jié)合，是人類社會生存、生活、發(fā)展過程中在設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)營和消費活動中形發(fā)展過程中在設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)營和消費活動中形成的物質(zhì)和精神成果的總和（成的物質(zhì)和精神成果的總和（精神產(chǎn)品）精神產(chǎn)品）u在不同的建設(shè)階段，體現(xiàn)：不同的民族性、地域在不同的建設(shè)階段，體現(xiàn)：不同的民族性、地域性、擴張性、滲透性、融合

20、性。性、擴張性、滲透性、融合性。第一節(jié) 電子工程文化概述六、電子工程文化特征六、電子工程文化特征 競爭性競爭性人本性人本性創(chuàng)新性創(chuàng)新性高效性高效性協(xié)同性協(xié)同性第一節(jié) 電子工程文化概述六、電子工程文化特征六、電子工程文化特征朝陽產(chǎn)業(yè)朝陽產(chǎn)業(yè)投資風險投資風險性價比性價比陣營陣營 & 領(lǐng)域領(lǐng)域技術(shù)、性能、質(zhì)量、服務(wù)、價格技術(shù)、性能、質(zhì)量、服務(wù)、價格用戶和市場份額用戶和市場份額發(fā)布規(guī)則、標準發(fā)布規(guī)則、標準生存與發(fā)展空間生存與發(fā)展空間利潤增長利潤增長競爭性競爭性第一節(jié) 電子工程文化概述六、電子工程文化特征六、電子工程文化特征 高的技術(shù)含量人本性人本性第一節(jié) 電子工程文化概述應(yīng)用要求應(yīng)用要求操控的

21、便利性操控的便利性體感的舒適性體感的舒適性產(chǎn)品設(shè)計人性化理念產(chǎn)品設(shè)計人性化理念消費者的功能訴求消費者的功能訴求心理生理需求心理生理需求精神追求精神追求產(chǎn)品與人、環(huán)境、自然、文化傳統(tǒng)和和諧產(chǎn)品與人、環(huán)境、自然、文化傳統(tǒng)和和諧六、電子工程文化特征六、電子工程文化特征 研發(fā)投資研發(fā)投資研發(fā)銷售比研發(fā)銷售比創(chuàng)新性創(chuàng)新性第一節(jié) 電子工程文化概述創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維發(fā)明發(fā)明創(chuàng)造創(chuàng)造電子科技理論、原理、方法創(chuàng)新電子科技理論、原理、方法創(chuàng)新電子材料、工藝、器件創(chuàng)新電子材料、工藝、器件創(chuàng)新電子設(shè)備、裝備設(shè)計及制造創(chuàng)新電子設(shè)備、裝備設(shè)計及制造創(chuàng)新電子工程應(yīng)用、服務(wù)創(chuàng)新電子工程應(yīng)用、服務(wù)創(chuàng)新創(chuàng)新技法創(chuàng)新技法專利專利知識

22、產(chǎn)權(quán)知識產(chǎn)權(quán)六、電子工程文化特征六、電子工程文化特征 第一節(jié) 電子工程文化概述摩爾定律：摩爾定律：IC晶體管數(shù)量每晶體管數(shù)量每2年年/18個月增加一倍，性能個月增加一倍，性能提升一倍提升一倍 硅基硅基IC工藝的極限工藝的極限4-6nm會很快到來，光電子、納會很快到來，光電子、納米材料器件方向。米材料器件方向。高效性高效性高效率：基于時間或投入產(chǎn)出高效率：基于時間或投入產(chǎn)出高效用：基于需求滿足，偏重于經(jīng)濟學角度高效用：基于需求滿足，偏重于經(jīng)濟學角度高效能：基于功能、功用范圍、大小高效能：基于功能、功用范圍、大小功能強、能耗低、費用小功能強、能耗低、費用小研究開發(fā)密集型研究開發(fā)密集型知識密集型產(chǎn)業(yè)

23、知識密集型產(chǎn)業(yè)跨學科、跨行業(yè)的系統(tǒng)工程跨學科、跨行業(yè)的系統(tǒng)工程支撐其他行業(yè)的信息服務(wù)支撐其他行業(yè)的信息服務(wù)第一節(jié) 電子工程文化概述協(xié)同性協(xié)同性大型復(fù)雜電子工程的系統(tǒng)集成、協(xié)同調(diào)度大型復(fù)雜電子工程的系統(tǒng)集成、協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成協(xié)同創(chuàng)作、協(xié)作辦公、協(xié)作生產(chǎn)、資源協(xié)作、技術(shù)協(xié)作、信息協(xié)作協(xié)同創(chuàng)作、協(xié)作辦公、協(xié)作生產(chǎn)、資源協(xié)作、技術(shù)協(xié)作、信息協(xié)作 v電子技術(shù)發(fā)展電子技術(shù)發(fā)展v電子計算機技術(shù)發(fā)展電子計算機技術(shù)發(fā)展v移動通信技術(shù)發(fā)展移動通信技術(shù)發(fā)展第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史2-1 微電子技術(shù)發(fā)展史微電子技術(shù)發(fā)展史 第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)

24、展史v電子器件的兩個發(fā)展階段電子器件的兩個發(fā)展階段v分立元件階段（分立元件階段（1905190519591959）真空電子管、半導體晶體管真空電子管、半導體晶體管v集成電路階段（集成電路階段（19591959）SSISSI、MSIMSI、LSILSI、VLSIVLSI、ULSIULSI標志成果：標志成果：（1 1）第一只半導體三極管）第一只半導體三極管（2 2）第一塊集成電路）第一塊集成電路第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史2-1-1 2-1-1 分立元件階段分立元件階段19041904年年 弗萊明發(fā)明真空二極管弗萊明發(fā)明真空二極管19061906年年 德福雷斯特發(fā)明真

25、空三極管以來德福雷斯特發(fā)明真空三極管以來19121912年年 阿諾德和蘭米爾阿諾德和蘭米爾高真空電子管高真空電子管19171917年年 坎貝爾研制成濾波器坎貝爾研制成濾波器19221922年年 弗里斯弗里斯超外差無線電收音機超外差無線電收音機19341934年年 勞倫斯勞倫斯回旋加速器回旋加速器19401940年年 帕全森和洛弗爾帕全森和洛弗爾電子模擬計算機電子模擬計算機19471947年年 肖克萊、巴丁和布拉頓發(fā)明晶體管；香農(nóng)奠定信肖克萊、巴丁和布拉頓發(fā)明晶體管；香農(nóng)奠定信息論的基礎(chǔ)息論的基礎(chǔ)v電子管時代（電子管時代（19051948）第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展

26、史電子管收音機、電視機、計算機照片電子管收音機、電視機、計算機照片第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子管的缺點電子管的缺點 笨重，能耗大、壽命短、噪聲大，制造工藝復(fù)雜笨重，能耗大、壽命短、噪聲大，制造工藝復(fù)雜 第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史晶體管時代（晶體管時代（1948194819591959）電子技術(shù)發(fā)展重要里程碑電子技術(shù)發(fā)展重要里程碑19471947年年 美國貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克利研制成第一美國貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克利研制成第一個點接觸型晶體管個點接觸型晶體管19481948年年 貝爾實驗室的香農(nóng)發(fā)表信息論的論文貝爾

27、實驗室的香農(nóng)發(fā)表信息論的論文 英國英國EDSACEDSAC計算機，這是最早的一種存儲程序數(shù)字計算機計算機，這是最早的一種存儲程序數(shù)字計算機19491949年年 諾伊曼提出自動傳輸機的概念諾伊曼提出自動傳輸機的概念19501950年年 麻省理工學院的福雷斯特研制成磁心存儲器麻省理工學院的福雷斯特研制成磁心存儲器19521952年年 美國爆炸第一顆氫彈美國爆炸第一顆氫彈19541954年年 貝爾實驗室研制太陽能電池和單晶硅貝爾實驗室研制太陽能電池和單晶硅19571957年年 蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星19581958年年 美國得克薩斯儀器公司和仙童公司宣布研制成第一個美國

28、得克薩斯儀器公司和仙童公司宣布研制成第一個集成電路集成電路第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史EDSAC計算機計算機內(nèi)存槽內(nèi)存槽5英尺長英尺長 同電子管相比，同電子管相比， 晶體管具有諸多優(yōu)越性：晶體管具有諸多優(yōu)越性： 晶體管省電，僅為電子管的十分之一或幾十分晶體管省電，僅為電子管的十分之一或幾十分之一。之一。 晶體管不需預(yù)熱，一開機就工作晶體管不需預(yù)熱，一開機就工作 晶體管結(jié)實可靠，比電子管可靠晶體管結(jié)實可靠，比電子管可靠 100100倍，耐倍，耐沖擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的。沖擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的。 晶體管的壽命一般比電子管長晶體管的壽命一般

29、比電子管長 100100到到10001000倍倍 , , 第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史19451945年美國貝爾實驗室成立人固體物理研究組，年美國貝爾實驗室成立人固體物理研究組，組長：肖克利組長：肖克利; ; 設(shè)想其結(jié)構(gòu)像設(shè)想其結(jié)構(gòu)像“三明治三明治”夾心面包夾心面包那樣，把那樣，把N N型半導體夾在兩層型半導體夾在兩層P P型半導體之間。型半導體之間。1947.12.16 1947.12.16 肖克利肖克利, ,巴丁巴丁, ,布拉坦為代表布拉坦為代表, ,發(fā)明第發(fā)明第一只晶體管一只晶體管( (點接觸型點接觸型););1947.12.23 1947.12.23 使用

30、這種晶體管使用這種晶體管做了語音放大器實驗成功，做了語音放大器實驗成功，( (稱稱“獻給圣誕的禮物獻給圣誕的禮物”，晶體管發(fā)明日）晶體管發(fā)明日）19481948年美國專利局批準晶體管年美國專利局批準晶體管發(fā)明專利發(fā)明專利 肖克利肖克利, ,巴丁巴丁, ,布拉坦布拉坦一個有趣的故事一個有趣的故事晶體管的問世晶體管的問世第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史u19511951年年 研制成功結(jié)型晶體管研制成功結(jié)型晶體管貝爾實驗室最初研究晶體管目的是為了改進電話繼電器，貝爾實驗室最初研究晶體管目的是為了改進電話繼電器，后來在后來在19531953年采用晶體管的助聽器問世，年采用晶體

31、管的助聽器問世，19541954年第一臺晶年第一臺晶體管收音機投入市場。體管收音機投入市場。19551955年第一臺全晶體管（年第一臺全晶體管（800800只）計只）計算機研制成功。晶體管的問世為集成電路發(fā)展奠定基礎(chǔ)。算機研制成功。晶體管的問世為集成電路發(fā)展奠定基礎(chǔ)。u19561956年肖克利年肖克利, ,巴丁巴丁, ,布拉坦布拉坦 三人獲諾貝爾物理獎。三人獲諾貝爾物理獎。三條腿的魔術(shù)師三條腿的魔術(shù)師第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史 肖克利肖克利的另一個偉大成就在于在硅谷創(chuàng)辦的另一個偉大成就在于在硅谷創(chuàng)辦了肖克利半導體實驗室，為硅谷吸引了大量的了肖克利半導體實驗室，為

32、硅谷吸引了大量的人才和關(guān)注，被譽為人才和關(guān)注，被譽為“硅谷的摩西硅谷的摩西”。吸引八。吸引八大天才科學家走進實驗室。大天才科學家走進實驗室。“八個天才的叛逆八個天才的叛逆”故事故事羅伯特羅伯特諾依斯（諾依斯（Robert NoyceRobert Noyce）戈登戈登摩爾（摩爾（Gordon MooreGordon Moore）朱利亞斯朱利亞斯布蘭克（布蘭克（Julius BlankJulius Blank）尤金尤金克萊爾（克萊爾（Eugene KleinerEugene Kleiner）金金赫爾尼（赫爾尼（Jean HoerniJean Hoerni）杰杰拉斯特（拉斯特（Jay LastJay

33、 Last）謝爾頓謝爾頓羅伯茨（羅伯茨（Sheldon RobertsSheldon Roberts）維克多維克多格里尼克（格里尼克（VictorGrinichVictorGrinich） 1910-19891910-1989第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史然而，由于不善經(jīng)營管理和難以與人相處，這個科學天才的八位杰出然而，由于不善經(jīng)營管理和難以與人相處，這個科學天才的八位杰出弟子最終棄他而去，成為硅谷歷史上著名的弟子最終棄他而去，成為硅谷歷史上著名的“八叛逆八叛逆”(Traitorous (Traitorous Eight)Eight)。第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域

34、發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史v如果說斯坦福大學是硅谷的如果說斯坦福大學是硅谷的“黃埔軍校黃埔軍校”，那么那么19571957年創(chuàng)辦的仙童年創(chuàng)辦的仙童(Fairchild)(Fairchild)公司就是公司就是孵化硅谷企業(yè)的溫床。孵化硅谷企業(yè)的溫床。v從仙童公司后來分出了上百家公司，包括從仙童公司后來分出了上百家公司，包括IntelIntel、AMDAMD和硅谷最為顯赫的風險投資公司和硅谷最為顯赫的風險投資公司KPCBKPCB，以致有人改叫它，以致有人改叫它“Fairchildren”Fairchildren”。它的子孫后代實在太多了。它的子孫后代實在太多了。第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史

35、電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史v集成電路的概念（集成電路的概念（ICICintegrate circuit） 2-1-2 2 集成電路階段集成電路階段1958年第一個年第一個集成電路問世（集成電路問世（杰克杰克.基爾比、羅伯特基爾比、羅伯特.諾諾伊斯）伊斯）采用一定的工藝，所需的晶體管、二極管、電阻、電采用一定的工藝，所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為半導體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；其

36、優(yōu)點是具有體積小，重量輕，引出線和焊接點少，其優(yōu)點是具有體積小，重量輕，引出線和焊接點少，壽命長，可靠性高，性能好等，同時成本低，便于大規(guī)模壽命長，可靠性高，性能好等，同時成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。生產(chǎn)。第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史杰克杰克. .基爾比基爾比（1924-20051924-2005）美國人美國人“集成電路第一發(fā)明人集成電路第一發(fā)明人”諾貝爾物理學獎得主。諾貝爾物理學獎得主。羅伯特羅伯特. .諾伊斯諾伊斯（1927-19901927-1990）美國人美國人“集成電路共同發(fā)明人集成電路共同發(fā)明人”集成電路之父集成電路之父他們是硅谷的開創(chuàng)者，他們改變了我們的

37、世界！他們是硅谷的開創(chuàng)者，他們改變了我們的世界！第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史 基爾比基爾比性格溫和、謙虛和寡言，淡看名利，性格溫和、謙虛和寡言，淡看名利， 保持技術(shù)本色，遵守科學原理歹人待彬有保持技術(shù)本色，遵守科學原理歹人待彬有 禮，贏得人們的尊敬。禮，贏得人們的尊敬。在德州儀器曾擔任管理職務(wù)，除了集成電路，他還在其它在德州儀器曾擔任管理職務(wù)，除了集成電路，他還在其它兩項發(fā)明中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，一個是手持電子計算器，另兩項發(fā)明中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，一個是手持電子計算器，另一個是熱敏打印機?；鶢柋纫簧钟幸粋€是熱敏打印機。基爾比一生持有6060項電子發(fā)明專利。項電子發(fā)明專

38、利。戈登戈登摩爾評價說：摩爾評價說： “ “杰克杰克基爾比一貫是工程師中的工基爾比一貫是工程師中的工程師程師” 憑借集成電路方面所取得的成就，他于憑借集成電路方面所取得的成就，他于20002000年獲諾貝爾物年獲諾貝爾物理學獎。理學獎。第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史v 羅伯特羅伯特諾伊斯，美國人，諾伊斯，美國人，19491949年獲格林尼年獲格林尼學院文學學士學位，學院文學學士學位，19531953年又獲麻省理工學院年又獲麻省理工學院博士學位。諾伊斯曾在肖克萊半導體研究所工博士學位。諾伊斯曾在肖克萊半導體研究所工作過，在半導體器件物理學方面獲作過，在半導體器件物理學

39、方面獲1616項專利。項專利。19581958年諾伊斯成功制成第一塊集成電路，并在年諾伊斯成功制成第一塊集成電路，并在19591959年年7 7月申請了專利。與基爾比相比，諾伊月申請了專利。與基爾比相比，諾伊斯的獨到之處是創(chuàng)造性地在氧化膜上制作出鋁斯的獨到之處是創(chuàng)造性地在氧化膜上制作出鋁條連線，使元件和導線合成一體，從而為半導條連線，使元件和導線合成一體，從而為半導體集成電路的平面制作工藝、為工業(yè)大批量生體集成電路的平面制作工藝、為工業(yè)大批量生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。v諾伊斯被視為芯片的共同發(fā)明人。英特爾公司創(chuàng)始人之諾伊斯被視為芯片的共同發(fā)明人。英特爾公司創(chuàng)始人之一，一，199

40、0年去世，否則會與基爾比共享諾貝爾獎。年去世，否則會與基爾比共享諾貝爾獎。第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史時時 期期規(guī)規(guī) 模模集成度集成度（元件數(shù)）（元件數(shù)）5050年代末年代末小規(guī)模集成電路（小規(guī)模集成電路（SSISSI）1001006060年代年代中規(guī)模集成電路（中規(guī)模集成電路（MSIMSI）100010007070年代年代大規(guī)模集成電路（大規(guī)模集成電路（LSILSI）100010007070年代末年代末超大規(guī)模集成電路（超大規(guī)模集成電路（VLSIVLSI）1 1萬萬8080年代年代特大規(guī)模集成電路（特大規(guī)模集成電路（ULSIULSI）1010萬萬19851985

41、年，年，1 1兆位兆位ULSIULSI集成度達到集成度達到200200萬個元件，器件條寬僅為萬個元件，器件條寬僅為1 1微米；微米；19921992年，年，1616兆位的芯片集成度達到了兆位的芯片集成度達到了32003200萬個元件，萬個元件，條寬減到條寬減到0.50.5微米，而后的微米，而后的6464兆位芯片，其條寬僅為兆位芯片，其條寬僅為0.30.3微米。微米。自自19581958年第一塊集成元件問世，集成度平均每年第一塊集成元件問世，集成度平均每2 2年提高近年提高近3 3倍倍第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史集成電路，集成電路，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基

42、石可編程邏輯器件（可編程邏輯器件（PLD）微控制芯片（微控制芯片（MCU）數(shù)字信號處理器（數(shù)字信號處理器（DSP）大規(guī)模存儲芯片（大規(guī)模存儲芯片（RAM/ROM）第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史世界各地區(qū)的集成電路生產(chǎn)份額世界各地區(qū)的集成電路生產(chǎn)份額美國美國(29%)歐洲歐洲(14%)日本日本(27%)臺灣臺灣(11%)韓韓(8%)中國大陸中國大陸(2%)其他其他(9%)第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史國際國際中國中國1.2 0.8 0.35 0.25 0.180.35 0.25 0.18 0.13 0.09 0.065 年份年份1995 2

43、000 2005中國集成電路最小線條寬度中國集成電路最小線條寬度(微米）：挑戰(zhàn)與機遇微米）：挑戰(zhàn)與機遇from：美國半導體設(shè)備及材料國際協(xié)會（SEMI） 第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史3、微電子技術(shù)發(fā)展方向、微電子技術(shù)發(fā)展方向特征尺寸繼續(xù)等比例縮小特征尺寸繼續(xù)等比例縮小集成電路集成電路(IC)(IC)將發(fā)展成為系統(tǒng)芯片將發(fā)展成為系統(tǒng)芯片(SOC)(SOC)微電子技術(shù)與其它領(lǐng)域相結(jié)合將產(chǎn)生新的微電子技術(shù)與其它領(lǐng)域相結(jié)合將產(chǎn)生新的產(chǎn)業(yè)和新的學科，例如：微機電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新的學科，例如：微機電系統(tǒng)MEMSMEMS、生物生物DNADNA芯片等芯片等第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)

44、域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史v第一個關(guān)鍵技術(shù)層次：微細加工第一個關(guān)鍵技術(shù)層次：微細加工目前目前0.18 m已開始進入大生產(chǎn)已開始進入大生產(chǎn)0.13 m和和0.11 m具備大生產(chǎn)的條件具備大生產(chǎn)的條件0.11-0.07um階段，光刻技術(shù)是尚未解決階段，光刻技術(shù)是尚未解決方向：特征尺寸縮小方向：特征尺寸縮小v第二個關(guān)鍵技術(shù)：互連技術(shù)第二個關(guān)鍵技術(shù)：互連技術(shù)銅互連已在銅互連已在0.25/0.18um技術(shù)代中使用；技術(shù)代中使用；可靠性問題還有待研究開發(fā)可靠性問題還有待研究開發(fā)v第三個關(guān)鍵技術(shù)第三個關(guān)鍵技術(shù)新型器件結(jié)構(gòu)新型器件結(jié)構(gòu)新型材料體系新型材料體系第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型

45、領(lǐng)域發(fā)展史SOCSOC的三大支持技術(shù)的三大支持技術(shù)軟硬件協(xié)同設(shè)計：軟硬件協(xié)同設(shè)計：Co-DesignCo-DesignIPIP技術(shù)技術(shù)界面綜合界面綜合(Interface Synthesis)(Interface Synthesis)技術(shù)技術(shù)SOC SOC 技術(shù)難題技術(shù)難題規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。數(shù)百萬門，包括規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。數(shù)百萬門，包括MPUMPU、SRAMSRAM、DRAMDRAM、EPROMEPROM、閃速存貯器、閃速存貯器、ADCADC、DACDAC及其及其它模擬和射頻電路。必須進行可測性設(shè)計。它模擬和射頻電路。必須進行可測性設(shè)計。速度高、時序關(guān)系嚴密。速度高、時序關(guān)系嚴密。 系統(tǒng)級芯片

46、多采用深亞微米工藝加工技術(shù)系統(tǒng)級芯片多采用深亞微米工藝加工技術(shù)方向方向2 2：SOCSOCMEMS (MEMS (微機電系統(tǒng)微機電系統(tǒng)) ) ：微電子技術(shù)與機械、：微電子技術(shù)與機械、光學等領(lǐng)域結(jié)合。光學等領(lǐng)域結(jié)合。DNADNA生物芯片：微電子技術(shù)與生物工程技術(shù)生物芯片：微電子技術(shù)與生物工程技術(shù)結(jié)合結(jié)合方向方向3 3： MEMS & DNAMEMS & DNA2-2 電子計算機技術(shù)發(fā)展史電子計算機技術(shù)發(fā)展史第二節(jié)第二節(jié) 電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史電子工程典型領(lǐng)域發(fā)展史內(nèi)容提要5556公元前公元前30003000年的古埃及年的古埃及人用結(jié)繩來人用結(jié)繩來記錄土地面記錄土地面積和收獲的積和

47、收獲的谷物谷物公元前公元前20002000年的年的美索不達米亞人美索不達米亞人用泥板計數(shù)，這用泥板計數(shù)，這塊泥板上的契形塊泥板上的契形文字代表文字代表2525。我國古代數(shù)學家我國古代數(shù)學家祖沖之就是用算祖沖之就是用算籌計算出圓周率籌計算出圓周率值介于值介于3.14159263.1415926和和3.14159273.1415927之間。之間。57珠算被稱為我國珠算被稱為我國“第第五大發(fā)明五大發(fā)明”，最早記，最早記錄于漢朝人徐岳撰寫錄于漢朝人徐岳撰寫的的數(shù)術(shù)記遺數(shù)術(shù)記遺一書一書里。里。算圣劉洪及其算圣劉洪及其發(fā)明的珠算盤。發(fā)明的珠算盤。58John apierJohn apier(1550-16

48、17)(1550-1617)約翰約翰納皮爾納皮爾納皮爾算籌納皮爾算籌(Napiers bones)1612年發(fā)明年發(fā)明59威廉威廉奧卻德奧卻德( (William Oughtred)William Oughtred)及其發(fā)明的圓形計算尺及其發(fā)明的圓形計算尺風靡風靡18181919世紀的計算尺世紀的計算尺60Casio 14-ACasio 14-A史上第一臺商用小型電子計算器史上第一臺商用小型電子計算器19571957年發(fā)明年發(fā)明一款普通的袖珍電子計算器一款普通的袖珍電子計算器61威廉威廉契克卡德契克卡德德國圖賓根大學教授，德國圖賓根大學教授，于于16231623年制造了第一臺年制造了第一臺計算

49、機。計算機。19601960年，契克卡德家鄉(xiāng)人根據(jù)示年，契克卡德家鄉(xiāng)人根據(jù)示意圖重新制作的契克卡德計算機：意圖重新制作的契克卡德計算機：能做能做6 6位數(shù)加減法，設(shè)置了某種位數(shù)加減法，設(shè)置了某種“溢出溢出”響鈴裝置；機器上部附加響鈴裝置；機器上部附加一套圓柱型一套圓柱型“納皮爾算籌納皮爾算籌”，因此，因此也能進行乘除運算。也能進行乘除運算。Wilhelm Schickard(1592-1635)Wilhelm Schickard(1592-1635)62Blaise Pascal(1623Blaise Pascal(16231662)1662)保存在巴黎國立工藝博物館的帕斯卡加保存在巴黎國立工

50、藝博物館的帕斯卡加法機，法機，16421642年發(fā)明：年發(fā)明：機器由系列齒輪組成的裝置，外殼用黃機器由系列齒輪組成的裝置，外殼用黃銅材料制作，是一個長銅材料制作，是一個長2020英寸、寬英寸、寬4 4英寸、英寸、高高3 3英寸的長方盒子，面板上有一列顯示英寸的長方盒子，面板上有一列顯示數(shù)字的小窗口，旋緊發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動，數(shù)字的小窗口，旋緊發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動，用專用的鐵筆來撥動轉(zhuǎn)輪以輸入數(shù)字。用專用的鐵筆來撥動轉(zhuǎn)輪以輸入數(shù)字。布萊斯布萊斯帕斯卡帕斯卡 法國數(shù)學家、物理學家、思想家法國數(shù)學家、物理學家、思想家63Gottfried Leibniz(1646Gottfried Leibniz(164617

51、16) 1716) 16741674年，萊布尼茨發(fā)明乘法機。這是第一臺可以年，萊布尼茨發(fā)明乘法機。這是第一臺可以運行完整四則運算的計算機，長運行完整四則運算的計算機，長100100厘米、寬厘米、寬3030厘厘米、高米、高2525厘米，主要由不動的計數(shù)器和可動的定厘米，主要由不動的計數(shù)器和可動的定位機構(gòu)兩部分組成，整個機器由一套齒輪系統(tǒng)傳位機構(gòu)兩部分組成，整個機器由一套齒輪系統(tǒng)傳動。動。【公元公元17001700年左右，萊布尼茨從一位友人送給他年左右，萊布尼茨從一位友人送給他的中國的中國“易圖易圖”（八卦）里受到啟發(fā)，悟出了二（八卦）里受到啟發(fā)，悟出了二進制數(shù)之真諦，率先提出了二進制的運算法則。

52、進制數(shù)之真諦，率先提出了二進制的運算法則。】戈特費里德戈特費里德萊布尼茲萊布尼茲 德國數(shù)學家、微積分獨立發(fā)明人德國數(shù)學家、微積分獨立發(fā)明人64明代宋應(yīng)星所著明代宋應(yīng)星所著天工開物天工開物天工開物天工開物中記載的小花樓提花機中記載的小花樓提花機65英國曼徹斯特英國曼徹斯特“科學與工業(yè)博物館科學與工業(yè)博物館”中的杰卡德編織機中的杰卡德編織機(1805(1805年發(fā)明年發(fā)明) )布喬的穿孔卡片思想在杰卡德的自動布喬的穿孔卡片思想在杰卡德的自動編織機上實現(xiàn)編織機上實現(xiàn)程序控制思想的萌程序控制思想的萌芽芽正面正面 側(cè)面?zhèn)让?6現(xiàn)代計算機奠基人現(xiàn)代計算機奠基人英國劍橋大學教授查爾斯英國劍橋大學教授查爾斯巴

53、貝奇巴貝奇18221822年，差分機年，差分機倫敦科學博物館的復(fù)制品倫敦科學博物館的復(fù)制品Charles Babbage (1791- 1871)Charles Babbage (1791- 1871)67世界上第一位程序員世界上第一位程序員奧古斯塔奧古斯塔艾達艾達拜倫拜倫后人根據(jù)巴貝奇圖紙制造的后人根據(jù)巴貝奇圖紙制造的“分析機分析機”Augusta Ada Byron (1815Augusta Ada Byron (1815-1 -1852)852)18341834年，巴貝奇提出通用計算機年，巴貝奇提出通用計算機“分析機分析機”構(gòu)想，直至他去世也未制成。構(gòu)想，直至他去世也未制成。68設(shè)計圖紙

54、之一設(shè)計圖紙之一差分機和分析機存儲器框架差分機和分析機存儲器框架69鮑德溫發(fā)明的手搖計算機，鮑德溫發(fā)明的手搖計算機，18731873年年弗蘭克弗蘭克鮑德溫鮑德溫( (Frank Baldwin)Frank Baldwin)70Herman Hollerith (1860-1929)Herman Hollerith (1860-1929)美國著名統(tǒng)計專家美國著名統(tǒng)計專家赫爾曼赫爾曼霍列瑞斯霍列瑞斯霍列瑞斯發(fā)明的自動制表機霍列瑞斯發(fā)明的自動制表機71John Fleming (1848-1945)John Fleming (1848-1945)19041904年，英國青年工程師約翰年，英國青年工程

55、師約翰弗弗萊明發(fā)明真空二極管萊明發(fā)明真空二極管Lee De Forest (1873-1961)Lee De Forest (1873-1961)19061906年，美國人李年，美國人李德德福雷斯特福雷斯特發(fā)明能起放大作用的真空三極管。發(fā)明能起放大作用的真空三極管。72Konrad Zuse (1910-1995)Konrad Zuse (1910-1995)數(shù)字計算機之父數(shù)字計算機之父克蘭德克蘭德楚澤楚澤德國博物館中存放的德國博物館中存放的Z4Z4計算機計算機3 3、Z Z系列計算機系列計算機73Howard Aiken (1900-1973)Howard Aiken (1900-1973)

56、MARKMARK系列計算機發(fā)明人系列計算機發(fā)明人霍華德霍華德艾肯艾肯哈佛大學的哈佛大學的MARK-IMARK-I4 4、MARKMARK系列計算機系列計算機74Grace Hopper (1906-1992)Grace Hopper (1906-1992)(a)(a)一本介紹霍波博士的書一本介紹霍波博士的書(b)(b)海軍軍官霍波海軍軍官霍波攝于攝于19841984年年保存在霍波筆記本中的第一個保存在霍波筆記本中的第一個“bugbug”5 5、計算機軟件之母、計算機軟件之母75ENIACENIAC（Electronic Numerical Integrator And CalculatorEl

57、ectronic Numerical Integrator And Calculator）：）：19461946年年2 2月月1414日，誕生在美國馬里蘭州阿貝丁陸軍試炮場日，誕生在美國馬里蘭州阿貝丁陸軍試炮場76ENIAC的指標：的指標：l 每秒每秒5000次加法次加法l 17468個電子管個電子管l 7200個二極管、個二極管、70000個電阻器、個電阻器、10000個電容器、個電容器、6000個繼電器個繼電器l 占地占地170平方米平方米l 總重量總重量30噸噸l 耗電耗電174KWENIACENIAC兩位設(shè)計者兩位設(shè)計者莫契利和?？颂啬趵桶？颂谽NIACENIAC博物館中的部分器件

58、博物館中的部分器件電子管計算機電子管計算機77 l l 邏輯元件邏輯元件電子管電子管 l l 主主 存存磁鼓磁鼓 l l 輔輔 存存磁帶磁帶 l l 軟軟 件件機器語言、符號語言機器語言、符號語言 l l 應(yīng)應(yīng) 用用科學計算科學計算 數(shù)字電子計算機的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。數(shù)字電子計算機的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。 1946年年6月，美國數(shù)學家、普林斯頓大學教授約翰月，美國數(shù)學家、普林斯頓大學教授約翰馮馮諾依曼（諾依曼（John Von Neumann）提出了）提出了“存儲程序存儲程序”的概念以及計算機組成和框架，奠定了現(xiàn)代計的概念以及計算機組成和框架，奠定了現(xiàn)代計算機組成與工作原理基礎(chǔ)

59、。算機組成與工作原理基礎(chǔ)。78歸功于晶體管的三位發(fā)明人歸功于晶體管的三位發(fā)明人因這項偉大發(fā)明，三人獲得因這項偉大發(fā)明，三人獲得19561956年諾貝爾物理學獎年諾貝爾物理學獎威廉威廉肖克利肖克利約翰約翰巴丁巴丁沃爾特沃爾特布拉布拉坦坦7919551955年，貝爾實驗室使用年，貝爾實驗室使用800800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機管計算機TRADICTRADIC。(Transistor Digital Computer)(Transistor Digital Computer)80l l 邏輯元件邏輯元件 晶體管晶體管l l 主主 存存 磁芯磁芯l l 輔

60、輔 存存 磁盤磁盤l l 軟軟 件件 高級程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)高級程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)l 應(yīng)應(yīng) 用用 除科學計算外，已應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、過程控制除科學計算外，已應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、過程控制 首次將晶體管用于計算機，使計算機縮小了體積，減低了功耗，提高了首次將晶體管用于計算機，使計算機縮小了體積，減低了功耗，提高了速度和可靠性。速度和可靠性。 發(fā)明了高級語言。發(fā)明了高級語言。 首次提出了計算機的兼容問題，包括硬件兼容和軟件兼容。首次提出了計算機的兼容問題，包括硬件兼容和軟件兼容。81杰克杰克基爾比基爾比羅伯特羅伯特諾伊諾伊斯斯集成電路實物集成電路實物8219641964年年4 4月月7 7日，在日，在IBMIBM公司成