硬件電路設計與電子工藝基礎

計算機硬件工藝發(fā)展順序是:

現(xiàn)代計算機的誕生和發(fā)展 現(xiàn)代計算機問世之前，計算機的硬件系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了機械式計算機、機電式計算機和萌芽期的電子計算機三個階段。

早在17世紀，歐洲一批數(shù)學家就已開始設計和制造以數(shù)字形式進行基本運算的數(shù)字計算機。1642年，法國數(shù)學家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動裝置，制成了最早的十進制加法器。1678年，德國數(shù)學家萊布尼茲制成的計算機，進一步解決了十進制數(shù)的乘、除運算。

英國數(shù)學家巴貝奇在1822年制作差分機模型時提出一個設想，每次完成一次算術(shù)運算將發(fā)展為自動完成某個特定的完整運算過程。1884年，巴貝奇設計了一種程序控制的通用分析機。這臺分析機雖然已經(jīng)描繪出有關(guān)程序控制方式計算機的雛型，但限于當時的技術(shù)條件而未能實現(xiàn)。

巴貝奇的設想提出以后的一百多年期間，電磁學、電工學、電子學不斷取得重大進展，在元件、器件方面接連發(fā)明了真空二極管和真空三極管；在系統(tǒng)技術(shù)方面，相繼發(fā)明了無線電報、電視和雷達……。所有這些成就為現(xiàn)代計算機的發(fā)展準備了技術(shù)和物質(zhì)條件。

與此同時，數(shù)學、物理也相應地蓬勃發(fā)展。到了20世紀30年代，物理學的各個領(lǐng)域經(jīng)歷著定量化的階段，描述各種物理過程的數(shù)學方程，其中有的用經(jīng)典的分析方法已根難解決。于是，數(shù)值分析受到了重視，研究出各種數(shù)值積分，數(shù)值微分，以及微分方程數(shù)值解法，把計算過程歸結(jié)為巨量的基本運算，從而奠定了現(xiàn)代計算機的數(shù)值算法基礎。

社會上對先進計算工具多方面迫切的需要，是促使現(xiàn)代計算機誕生的根本動力。20世紀以后，各個科學領(lǐng)域和技術(shù)部門的計算困難堆積如山，已經(jīng)阻礙了學科的繼續(xù)發(fā)展。特別是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前后，軍事科學技術(shù)對高速計算工具的需要尤為迫切。在此期間，德國、美國、英國部在進行計算機的開拓工作，幾乎同時開始了機電式計算機和電子計算機的研究。

德國的朱賽最先采用電氣元件制造計算機。他在1941年制成的全自動繼電器計算機Z-3，已具備浮點記數(shù)、二進制運算、數(shù)字存儲地址的指令形式等現(xiàn)代計算機的特征。在美國，1940～1947年期間也相繼制成了繼電器計算機MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不過，繼電器的開關(guān)速度大約為百分之一秒，使計算機的運算速度受到很大限制。

電子計算機的開拓過程，經(jīng)歷了從制作部件到整機從專用機到通用機、從“外加式程序”到“存儲程序”的演變。1938年，美籍保加利亞學者阿塔納索夫首先制成了電子計算機的運算部件。1943年，英國外交部通信處制成了“巨人”電子計算機。這是一種專用的密碼分析機，在第二次世界大戰(zhàn)中得到了應用。

1946年2月美國賓夕法尼亞大學莫爾學院制成的大型電子數(shù)字積分計算機(ENIAC)，最初也專門用于火炮彈道計算，后經(jīng)多次改進而成為能進行各種科學計算的通用計算機。這臺完全采用電子線路執(zhí)行算術(shù)運算、邏輯運算和信息存儲的計算機，運算速度比繼電器計算機快1000倍。這就是人們常常提到的世界上第一臺電子計算機。但是，這種計算機的程序仍然是外加式的，存儲容量也太小，尚未完全具備現(xiàn)代計算機的主要特征。

新的重大突破是由數(shù)學家馮·諾伊曼領(lǐng)導的設計小組完成的。1945年3月他們發(fā)表了一個全新的存儲程序式通用電子計算機方案—電子離散變量自動計算機(EDVAC)。隨后于1946年6月，馮·諾伊曼等人提出了更為完善的設計報告《電子計算機裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探》。同年7～8月間，他們又在莫爾學院為美國和英國二十多個機構(gòu)的專家講授了專門課程《電子計算機設計的理論和技術(shù)》，推動了存儲程序式計算機的設計與制造。

1949年，英國劍橋大學數(shù)學實驗室率先制成電子離散時序自動計算機(EDSAC)；美國則于1950年制成了東部標準自動計算機(SFAC)等。至此，電子計算機發(fā)展的萌芽時期遂告結(jié)束，開始了現(xiàn)代計算機的發(fā)展時期。

在創(chuàng)制數(shù)字計算機的同時，還研制了另一類重要的計算工具——模擬計算機。物理學家在總結(jié)自然規(guī)律時，常用數(shù)學方程描述某一過程；相反，解數(shù)學方程的過程，也有可能采用物理過程模擬方法，對數(shù)發(fā)明以后，1620年制成的計算尺，己把乘法、除法化為加法、減法進行計算。麥克斯韋巧妙地把積分(面積)的計算轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度的測量，于1855年制成了積分儀。

19世紀數(shù)學物理的另一項重大成就——傅里葉分析，對模擬機的發(fā)展起到了直接的推動作用。19世紀后期和20世紀前期，相繼制成了多種計算傅里葉系數(shù)的分析機和解微分方程的微分分析機等。但是當試圖推廣微分分析機解偏微分方程和用模擬機解決一般科學計算問題時，人們逐漸認識到模擬機在通用性和精確度等方面的局限性，并將主要精力轉(zhuǎn)向了數(shù)字計算機。

電子數(shù)字計算機問世以后，模擬計算機仍然繼續(xù)有所發(fā)展，并且與數(shù)字計算機相結(jié)合而產(chǎn)生了混合式計算機。模擬機和混合機已發(fā)展成為現(xiàn)代計算機的特殊品種，即用在特定領(lǐng)域的高效信息處理工具或仿真工具。

20世紀中期以來，計算機一直處于高速度發(fā)展時期，計算機由僅包含硬件發(fā)展到包含硬件、軟件和固件三類子系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的性能—價格比，平均每10年提高兩個數(shù)量級。計算機種類也一再分化，發(fā)展成微型計算機、小型計算機、通用計算機(包括巨型、大型和中型計算機)，以及各種專用機(如各種控制計算機、模擬—數(shù)字混合計算機)等。

計算機器件從電子管到晶體管，再從分立元件到集成電路以至微處理器，促使計算機的發(fā)展出現(xiàn)了三次飛躍。

在電子管計算機時期(1946～1959)，計算機主要用于科學計算。主存儲器是決定計算機技術(shù)面貌的主要因素。當時，主存儲器有水銀延遲線存儲器、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓和磁心存儲器等類型，通常按此對計算機進行分類。

到了晶體管計算機時期(1959～1964)，主存儲器均采用磁心存儲器，磁鼓和磁盤開始用作主要的輔助存儲器。不僅科學計算用計算機繼續(xù)發(fā)展，而且中、小型計算機，特別是廉價的小型數(shù)據(jù)處理用計算機開始大量生產(chǎn)。

1964年，在集成電路計算機發(fā)展的同時，計算機也進入了產(chǎn)品系列化的發(fā)展時期。半導體存儲器逐步取代了磁心存儲器的主存儲器地位，磁盤成了不可缺少的輔助存儲器，并且開始普遍采用虛擬存儲技術(shù)。隨著各種半導體只讀存儲器和可改寫的只讀存儲器的迅速發(fā)展，以及微程序技術(shù)的發(fā)展和應用，計算機系統(tǒng)中開始出現(xiàn)固件子系統(tǒng)。

20世紀70年代以后，計算機用集成電路的集成度迅速從中小規(guī)模發(fā)展到大規(guī)模、超大規(guī)模的水平，微處理器和微型計算機應運而生，各類計算機的性能迅速提高。隨著字長4位、8位、16位、32位和64位的微型計算機相繼問世和廣泛應用，對小型計算機、通用計算機和專用計算機的需求量也相應增長了。

微型計算機在社會上大量應用后，一座辦公樓、一所學校、一個倉庫常常擁有數(shù)十臺以至數(shù)百臺計算機。實現(xiàn)它們互連的局部網(wǎng)隨即興起，進一步推動了計算機應用系統(tǒng)從集中式系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)的發(fā)展。

在電子管計算機時期，一些計算機配置了匯編語言和子程序庫，科學計算用的高級語言FORTRAN初露頭角。在晶體管計算機階段，事務處理的COBOL語言、科學計算機用的ALGOL語言，和符號處理用的LISP等高級語言開始進入實用階段。操作系統(tǒng)初步成型，使計算機的使用方式由手工操作改變?yōu)樽詣幼鳂I(yè)管理。

進入集成電路計算機發(fā)展時期以后，在計算機中形成了相當規(guī)模的軟件子系統(tǒng)，高級語言種類進一步增加，操作系統(tǒng)日趨完善，具備批量處理、分時處理、實時處理等多種功能。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信處理程序、網(wǎng)絡軟件等也不斷增添到軟件子系統(tǒng)中。軟件子系統(tǒng)的功能不斷增強，明顯地改變了計算機的使用屬性，使用效率顯著提高。

在現(xiàn)代計算機中，外圍設備的價值一般已超過計算機硬件子系統(tǒng)的一半以上，其技術(shù)水平在很大程度上決定著計算機的技術(shù)面貌。外圍設備技術(shù)的綜合性很強，既依賴于電子學、機械學、光學、磁學等多門學科知識的綜合，又取決于精密機械工藝、電氣和電子加工工藝以及計量的技術(shù)和工藝水平等。

外圍設備包括輔助存儲器和輸入輸出設備兩大類。輔助存儲器包括磁盤、磁鼓、磁帶、激光存儲器、海量存儲器和縮微存儲器等；輸入輸出設備又分為輸入、輸出、轉(zhuǎn)換、、模式信息處理設備和終端設備。在這些品種繁多的設備中，對計算機技術(shù)面貌影響最大的是磁盤、終端設備、模式信息處理設備和轉(zhuǎn)換設備等。

新一代計算機是把信息采集存儲處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的智能計算機系統(tǒng)。它不僅能進行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學習和解釋的能力，將能幫助人類開拓未知的領(lǐng)域和獲得新的知識。

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本專業(yè)畢業(yè)生具有寬領(lǐng)域工程技術(shù)適應性，就業(yè)面很廣，就業(yè)率高，畢業(yè)生實踐能力強，工作上手快，可以在電子信息類的相關(guān)企業(yè)中，從事電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、經(jīng)營與技術(shù)管理和開發(fā)工作。主要面向電子產(chǎn)品與設備的生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營單位，從事各種電子產(chǎn)品與設備的裝配、調(diào)試、檢測、應用及維修技術(shù)工作，還可以到一些企事業(yè)單位一些機電設備、通信設備及計算機控制等設備的安全運行及維護管理工作。

電子信息科學與技術(shù)專業(yè)可以在“嵌入式開發(fā)”、“語音圖像處理”、“物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)”等電子產(chǎn)品與設備的生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營單位，從事電子產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)、設計、生產(chǎn)管理以及各種電子產(chǎn)品與設備的裝配、調(diào)試、檢測、應用及維修技術(shù)工作，還可以在企事業(yè)單位從事數(shù)據(jù)庫管理維護、大數(shù)據(jù)開發(fā)、Android應用開發(fā)以及通信設備、計算機控制設備的安全運行及維護等管理崗位工作。

電子信息科學與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)具備電子信息科學與技術(shù)的基本理論和基本知識，受到嚴格的科學實驗訓練和科學研究初步訓練，能在電子信息科學與技術(shù)、計算機科學與技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域和行政部門從事科學研究、教學、科技開發(fā)、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)技術(shù)管理工作的電子信息科學與技術(shù)高級專門人才。

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電路知識，模擬電子線路知識： 作為一個合格的硬件工程師，模擬電路知識是基礎，從了解最基本的電阻，電容，電感，二極管，三極管等原件開始，我們需要熟悉一些基本的模擬電路的設計方法。比如簡單的放大電路，加減法電路，三極管做開關(guān)管的電路等。尤其電路分壓，功率計算這些基礎是天天都在用的。

電路知識，數(shù)字電子線路知識：作為一個合格的硬件工程師，數(shù)字電子線路知識也是我們需要掌握的一個基礎，數(shù)電學習或者理解起來比模電要相對容易些，要了解一些常用的門電路，觸發(fā)器，時序關(guān)系等。

單片機，微處理器的應用：作為一個合格的硬件工程師，我們在以后的設計電路中往往要設計單片機和一些微處理器的的電子產(chǎn)品。這就要我們有單片機的基礎，了解內(nèi)部工作原理，和一些功能以及使用方法，外圍電路等。常用的基礎是51單片機，或者arm系列一些處理器。

EDA軟件的使用：作為一個合格的硬件工程師，我們要學會使用一些常用的EDA軟件，如protel,AD，powerPCB等等。因為設計的電路的原理圖和PCB要用EDA軟件畫出來，然后打板制版。

熟悉常用的測試工具：作為一個合格的硬件工程師，常用的測試工具我們要學會使用，最常用的萬用表，開關(guān)電源，示波器。復雜些的有網(wǎng)絡分析儀，頻譜分析儀，信號發(fā)生器等。

硬件電路設計與電子工藝基礎摘要

硬件研發(fā)工程師通常負責硬件產(chǎn)品，一般是硬件設備的一部分的設計與開發(fā)，一般要求應聘者熟悉數(shù)字電路和模擬電路設計及相關(guān)的設計工具的使用，精通單片機，可編程邏輯器件的開發(fā)，精通匯編語言，對各種設備接口熟悉，有時還要求應聘者熟悉C/C++語言開發(fā)，熟悉移動設備的應用開發(fā)，精通嵌入式系統(tǒng)原理和開發(fā)。

硬件研發(fā)工程師一般是電子類相關(guān)專業(yè)，主干課程有電子科學與技術(shù)，計算機科學與技術(shù)，電路分析原理，電子線路，數(shù)字電路，算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等!

硬件編程有兩個層次：一個是指令系統(tǒng)的設計，另一個是應用系統(tǒng)的設計。

不同的硬件有著不同的指令系統(tǒng)，如果要從事這方面的職業(yè)，還是需要在電子技術(shù)方面有扎實的基礎，如果要做應用系統(tǒng)的設計（使用指令實現(xiàn)某些功能）比如單片機的應用程序設計，則需要對該硬件指令熟悉，再懂得一定的匯編基礎。

硬件電路設計與電子工藝基礎第二版

本專業(yè)學生主要學習電工技術(shù)、電子技術(shù)、信息控制、計算機技術(shù)等方面較寬廣的工程技術(shù)基礎和一定的專業(yè)知識。本專業(yè)主要特點是強弱電結(jié)合、電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合、軟件與硬件結(jié)合、元件與系統(tǒng)結(jié)合，學生受到電工電子、信息控制及計算機技術(shù)方面的基本訓練，具有解決電氣工程技術(shù)分析與控制技術(shù)問題的基本能力。

主要課程：電路原理、電子技術(shù)基礎、電機學、電力電子技術(shù)、電力拖動與控制、計算機技術(shù)、信號與系統(tǒng)、控制理論等。

主要實踐性教學環(huán)節(jié)：包括電路與電子技術(shù)實驗、電子工藝實習、金工實習、計算機軟件實踐及硬件實踐、課程設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設計。

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硬件工程師需要學習電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子、C語言、嵌入式、電磁場、單片機、微機原理、電子線路設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高數(shù)等知識。萊垍頭條

主要包括以下: 1、分立器件的應用； 主要包括電阻、電容、電感、磁珠、二極管、三極管、MOS管、變壓器、光耦、繼電器、連接器、RJ45、光模塊（1*9、SFP、SFF、XFP等）以及防護器件TVS管、壓敏電阻、放電管、保險管、熱敏電阻等。條萊垍頭

2、邏輯器件使用、硬件編程、語言、軟件的使用、邏輯電平的應用以及匹配等；垍頭條萊

3、電源的設計和應用； 主要包括DC/DC、LDO電源芯片設計的原理，設計時各元器件的選型以及電源指標參數(shù)；萊垍頭條

4、時序分析與設計； 主要包括邏輯器件中時序分析與設計、存儲器中時序分析與設計等；萊垍頭條

5、復位和時鐘的知識； 主要包括復位電路的設計、晶體和晶振的原理、設計和起振問題分析、時鐘的主要參數(shù)指標等；條萊垍頭

6、存儲器的應用； 主要包括eeprom、flash、SDRAM、DDR等知識原理、選型、電路設計以及調(diào)試等知識；萊垍頭條

7、CPU最小系統(tǒng)知識； 了解ARM、POWERPC、MIPS的CPU架構(gòu)、主要是掌握其最小系統(tǒng)的電路設計。萊垍頭條

8、總線的知識； 包括各種高速總線--PCI、PCIE、USB還有一些交換之間總線SGMII、GMII、RGMII等，低速總線uart、I2C、SPI、GPIO、Local Bus、JTAG等；垍頭條萊

9、EMC、安規(guī)知識； 包括各種測試、指標等，各種防護器件應用，問題解決的方法等。垍頭條萊

10、熱設計、降額設計；萊垍頭條

11、PCB工藝、布局、可制造性、可測試性設計；萊垍頭條

12、交換知識； 包括MAC、PHY的的芯片知識、工作原理、電路設計和調(diào)試以及各種交換接口，這里還可以包括軟件的一些知識例如VLAN、生成樹協(xié)議、廣播、組播、端口聚合等交換機功能。萊垍頭條

13、PoE供電知識； 包括PoE原理、電路設計、測試、調(diào)試等知識。垍頭條萊

14、1588和同步以太網(wǎng)； 包括同步對時原理、電路設計、測試、調(diào)試等知識。萊垍頭條

15、PI、SI知識；條萊垍頭

16、測試知識、示波器使用等。 拓展資料: 硬件工程師 硬件工程師是指從事維護硬件運行，修理硬件故障的專業(yè)技術(shù)人員。 硬件工程師要求熟悉計算機市場行情；制定計算機組裝計劃；能夠選購組裝需要的硬件設備，并能合理配置、安裝計算機和外圍設備；安裝和配置計算機軟件系統(tǒng)；保養(yǎng)硬件和外圍設備和清晰描述出現(xiàn)的計算機軟硬件故障。 職業(yè)定義: 1、電腦軟硬件安裝、調(diào)試工作；萊垍頭條

2、基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡安裝調(diào)試工作；萊垍頭條

3、周邊產(chǎn)品的安裝調(diào)試工作。 職業(yè)類別: 硬件技術(shù)工程師課程 學會并掌握系統(tǒng)的微型計算機硬件基礎知識和PC機組裝技術(shù)，熟悉市場上各類產(chǎn)品的性能，理解各種硬件術(shù)語的內(nèi)涵，能夠根據(jù)客戶的需要制定配置表，并獨立完成組裝和系統(tǒng)的安裝工作。 2.硬件維護工程師課程 學會并掌握系統(tǒng)的微型計算機硬件基礎知識和PC機組裝維護技術(shù)，熟悉各種硬件故障的表現(xiàn)形式和判斷方法，熟悉各種PC機操作系統(tǒng)和常用軟件，具有問題分析能力，能夠制定詳盡的日常保養(yǎng)和技術(shù)支持技術(shù)書，跟蹤實施所受理的維護項目。萊垍頭條

3.硬件維修工程師系列課程 學會并掌握較為深入的微型計算機硬件結(jié)構(gòu)及數(shù)碼產(chǎn)品的電氣知識，部件維修的操作規(guī)程，熟練使用各種檢測和維修工具，具有問題分析能力，能夠?qū)τ布收线M行定位和排除。硬件維修培訓分模塊進行，包括主板、顯示器、外存儲器、打印機、筆記本電腦維修課程。萊垍頭條

4.硬件測試工程師 學會并掌握硬件產(chǎn)品的硬件結(jié)構(gòu)、應用技術(shù)及產(chǎn)品性能，熟練使用各種測試的軟硬件測試工具，能夠獨立搭建軟硬件測試平臺，并評價產(chǎn)品、寫出產(chǎn)品的測試報告。萊垍頭條

5.硬件設計工程師 學會并掌握IC設計、電路設計和PCB布線標準規(guī)范，熟練使用各種模擬器和PCB布線軟件，達到具有分析和調(diào)試操作水平。 ：硬件工程師_萊垍頭條

硬件電路設計與電子工藝基礎pdf

pdf（Portable Document Format的簡稱，意為“便攜式文檔格式”），是由Adobe Systems用于與應用程序、操作系統(tǒng)、硬件無關(guān)的方式進行文件交換所發(fā)展出的文件格式。PDF文件以PostScript語言圖象模型為基礎，無論在哪種打印機上都可保證精確的顏色和準確的打印效果，即PDF會忠實地再現(xiàn)原稿的每一個字符、顏色以及圖象。 

可移植文檔格式是一種電子文件格式。這種文件格式與操作系統(tǒng)平臺無關(guān)，也就是說，PDF文件不管是在Windows，Unix還是在蘋果公司的Mac OS操作系統(tǒng)中都是通用的。這一特點使它成為在Internet上進行電子文檔發(fā)行和數(shù)字化信息傳播的理想文檔格式。越來越多的電子圖書、產(chǎn)品說明、公司文告、網(wǎng)絡資料、電子郵件在開始使用PDF格式文件。 

Adobe公司設計PDF文件格式的目的是為了支持跨平臺上的，多媒體集成的信息出版和發(fā)布，尤其是提供對網(wǎng)絡信息發(fā)布的支持。為了達到此目的， PDF具有許多其他電子文檔格式無法相比的優(yōu)點。PDF文件格式可以將文字、字型、格式、顏色及獨立于設備和分辨率的圖形圖像等封裝在一個文件中。該格式文件還可以包含超文本鏈接、聲音和動態(tài)影像等電子信息，支持特長文件，集成度和安全可靠性都較高。 

對普通讀者而言，用PDF制作的電子書具有紙版書的質(zhì)感和閱讀效果，可以逼真地展現(xiàn)原書的原貌，而顯示大小可任意調(diào)節(jié)，給讀者提供了個性化的閱讀方式。

硬件電路設計與電子工藝基礎網(wǎng)盤

一般要學模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，傳感器，單片機，電子CAD等課程，有的需要編程，如單片機包含一些匯編語言或C語言。應用電子技術(shù)的就業(yè)方向：

該專業(yè)畢業(yè)生具有寬領(lǐng)域工程技術(shù)適應性，就業(yè)面很廣，就業(yè)率高，畢業(yè)生實踐能力強，工作上手快，可以在電子信息類的相關(guān)企業(yè)中，從事電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、經(jīng)營與技術(shù)管理和開發(fā)工作。主要面向電子產(chǎn)品與設備的生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營單位，從事各種電子產(chǎn)品與設備的裝配、調(diào)試、檢測、應用及維修技術(shù)工作，還可以到一些企事業(yè)單位一些機電設備、通信設備及計算機控制等設備的安全運行及維護管理工作。