电子信息工程四年学习之思

发表于: 2015-11-14分类于:随笔

注:本文并非原创,转载自网络,原出处已经不可考,如果你知道原始出处,还请告诉我

这是一篇我转载来的文章,这篇文章对我大学学习生涯起到了绝对的指导意义。作为一个大四的电子信息工程学生对文章中的很多点都产生了深深的共鸣,如今我把它转载到这里,希望能给新人一点启发。

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毕业后,回顾四年学习历程发现,当时以为的明白,到现在都是那时的不明白。或许是自己的经历(参加比赛比较多)导致了现在的反思。

但是,回顾那个时候的课程设置,却都是合理的,并没有什么不足,但是又为什么会现在才意识到它们之间的联系。最终的结果是,学了很多门课,很多门孤立的课。不知道它们之间有什么联系。那个时候,又有着要多做比赛,增加实践经验的想法。于是很多时间,放在实验室。真正对于课程的深入思考就更少了,课堂上明显的疑惑还会问问老师,更深入的估计是根本就没有想到。而是想怎么能将单片机程序调出来,会了几块单片机,会用了什么液晶,会用了什么传感器,等等会用了什么模块,最后等于都在调试怎么使用模块。以及做了多少块PCB。

可能算深入一些的就是,电路中的电容为什么这样使用。看了些高速电路设计,了解了些东西。读了高质量程序设计,明白了些同学不明白的东西。但是没有深入进去。也没有看到课程与课程之间的关系。

那个时候,虽然明白C很重要,但是具体什么个重要法,不清楚。也没见到过什么优秀的C程序,以为自己已经见到的就是很不错了。(那个时候,没有了解Linux,没有分析uCOS,也没有分析过什么C的代码)以为,单片机上也就那么多东西,再加上中断。现在想来当时,想的真是简单。应该说是,连中断都没有真正明白过。只不过比周围的同学,有些概念而已。以至于虽然有学习C的心思,但是却又不知道自己到底缺什么,应该怎样去补充。

前段时间一个同学,写了篇关于学习方法的,感觉写的挺好的。里边也是感慨,在需要学习的时候,找不到灯塔,在暴风雨中挣扎了四年,终于看到了一线光亮的时候,大学毕业了。我们的大学就像是一叶在黑暗中前行的孤帆,迷失在汪洋之中。

以至于把大量的时间,放在所谓的比赛上,在实验室调试电路,调试程序。却没有更深入的一步思考。以至于,虽然有有大量的时间,但是却真正没有什么效率。现在看来,如果当时安下心来,好好看几本运算放大器的书,看看CSAPP,分析分析优秀的C代码。很多地方是不需要在实验室花费那么多的时间的。

但是,我的那位同学是很想学些东西,研究些东西。但是在四年就在找寻中度过了。

当我们专业在大四毕业时,拿同学的话说,我们专业会使用C编程的,拿两只手的手指都能数的过来。能够搭电路的,画出可以的PCB的,一个手的手指都能数过来。

如果说是少数同学对于专业不感冒,学生难辞其咎;但是当95%的学生对于专业不感冒的时候,这又怎么说呢? 这里诚然,有很多地方是我们自己做的不够好,没有深入思考什么;但是反过来,作为老师就没有需要思考的吗?

Steve Senturia教授:Engineering is the purposeful use of science. 工程就是对于科学进行有目的性的运用。

当自己大四在公司实习时,下载了MIT的一个公开课视频电子电路学(6.002)由Anant Agarwal教授主讲,这是他们EECS系学生都要学习的一门必修课。以美国对于软件的分类,MIT这样做应该是属于偏硬件类的。当时看了第一集,就发现,自己疑惑了三年的电子信息课程中的联系,在这一节课中得到了解答。于是下载了全套视频,断断续续也只看了20集。但是确实理清了很多,以前没有想明白的问题,突然清楚了很多。也或许是问题,积累的太久了,有这个导火索,一下子引爆了很多。

毕业后,看了几本书,系统程序员成长计划,CSAPP,Unix环境高级编程,人有人的用处,运算放大器权威指南,信号完整性与PCB设计。聆听了黄敬群先生的一堂讲座。分析追踪了uCOS的部分源码;分析了Contiki的几篇论文,了解系统运行机制及通信机制,追踪了部分代码。查看了Linux下,C程序的内存分布,内存使用,堆栈的情况;调试了指针的一些情况。关注了电子工程专辑上凤舞天,武华卿,张进东,模拟电子技术等一些热门博客。

在这个过程中,发现大学课程中的联系越来越清晰。更感觉自己的大学时间利用效率何其之低。

理清思路,按照大学的课程设置来说。首先,大学的高数,和线性代数,电路计算与分析常用的是微分方程,线性代数也会用到。当然,在上高数的时候,我们的高数老师——牛大田老师,经常跟我们说,信号分析中会用到哪些,经常提醒我们学好微积分,学好傅里叶变换,虽然没有提到在电路中的应用,但是估计很难找到这样的高数老师了。

线性代数(同济版)当时就是行列式变换,具体怎么应用,不知道。后来看到一本Steven J.Leon教授的线性代数,发现上边关于在各个学科的应用都有表明。那个时候,都快给变吐的行列式,在这本书中就是,我们电路中应该怎么来分析电路,怎么应用在编码中。悔不当初。我承认,当时对于线性代数理解感觉有些吃力,我自认为还算是努力的,但是还是不行。这点或许要承认,自己的抽象能力不行。当我们的大学扩招后,是不是我们的教材,不要那么抽象。本来就不好学的课程,我们的教材再恐吓几下。等真的学到电路(大二上),学到纠错编码(大三下)的时候,估计还记得当时行列式的法则的估计没有几个人了,考研的同学估计在这里也不清楚到底应该怎样理解。

C语言,早在第一学期,带着电子部学长的建议,在最后的两个月,在每天下晚自习后,在实验室用VC敲了两个月例程。自认为对于C理解很多了。开学的C二级考的都还可以,当时想再看看C深入的书籍。但是不知道该看什么了,周围的学长也没有更好的建议。在课堂上,教材上的东西,确实弥补了很多以前不注意的地方。虽然自己感觉挺好,但是很多同学对老师反应很强烈。而自己也错失了,大好的提升C语言的机会。不知道,该找什么书看。其实这个时候,如果看看《系统程序员成长计划》,《C专家编程》,《CSAPP》,《C陷阱与缺陷》,看看黄静群先生的《深入浅出Hello world》会很好的。

理解了C语言的深入的东西,大学以后几年就没有那么多烦恼了。单片机没有那么神秘了,也不会说uCOS的邮箱机制只能传送一个变量而没有什么用了。使用黄敬群先生说的方法,分析一个操作系统,就会很快明白一个操作系统的大体脉络。也会明白,C程序在单片机和操作系统下运行的异同。不会纠结裸机编程,与系统编程了。 如果深入看了CSAPP,可能发现数字电路,FPGA的概念这个时候就都有了。

电路原理,数字电路,模拟电路,在MIT6.002中这三个都属于电路电子学,一起讲授。不会发生,学了电路原理,不会分析模拟电路;电路中最重要的零极点,在学模拟的时候没有一点印象。有印象的是信号与系统中的零极点,但是此时模拟和信号与系统,联系上估计很难,更想不到在模拟中会有。模拟中的反馈,和信号与系统的反馈,虽然字一样,但是也还想不到它们有什么联系。当然,这个时候分析的数字电路是低频的,模拟电路是理想的,以至于以后学习电磁场与电磁波时,根本就想不到,其实当数字电路频率高了,模拟电路频率高了,就是用他们来分析的。以至于学校图书管里,信号完整新分析是在通信分类中,而不是在电路分类中。不知道零极点,不知道导纳圆图,不知道阻抗匹配,不知道信号完整性,不知道传输线。印象最深的是,在6.002中,Anant Agarwal教授随堂做的一些实验,爆炸的电容,电锯,吹风机这些实际的干扰源对于数字和模拟电路的影响,反馈在电路中的最用地位。虽然,在学习这些的时候,实验自己认为做的还算是认真的,都是自己搭的电路,分析的实验结果。也分析,实验没有一次成功的原因。也在数字实验箱上插过几百根线的仿真验证。但是,除了这些,真的不知道为什么反馈使电路更稳定,什么样的干扰对于电路会产生什么样的影响。 《运算放大器权威指南》,《信号完整性分析》,《晶体管电路设计》,《高速电路设计与实践》应该是基本不错的书。

微机原理,单片机,EDA,感觉这三个,前两个在看CSAPP的时候,能解决一大部分了。剩下的就是硬件的连接,这些属于数字电路的范畴。EDA应该也属于数字电路里边的。

通信电子电路,模拟电路的升级版,外加调制,解调。

通信原理,应该说是自己大学没学好的一门课。当时准备Freescale比赛,没有好好学。现在想来,是很重要的一门课。信息的概念,信道的概念,传输速率,调制,解调,纠错编码。应该是对大学期间,学习的这些的一个理论上的总结。现在只能有一些印象,可能有些内容连印象都没有了。

数据通信与网络,如果说它没有一点用,看看我们现在用的是什么,就知道有没有用了。基本的互联网,以后的物联网,虽然,它的确没讲多少,至少给我们开了扇门。要比我们,以后继续在黑夜中行走要好得多。

当然这里所列的,对于信号的处理涉及的并不多,因为自己主要偏向于应用。对于信号处理,着力就不多。随机信号分析,数字信号处理,图像信号处理,语音信号处理,这些了解不多。

一个纠结了几年的问题,反馈问题,在参加Freescale比赛的时候,使用到PID控制,隐约感到这里的反馈,与电路中的反馈有什么联系。电路中有正反馈,负反馈。和信号与系统中的反馈有些联系,也与控制原理中的反馈有联系。但是只是猜测。后来不知道在哪看到维纳的《控制论》评论说是,控制方面的开山作。虽然崇拜,但是买不到,据说也不好读,里边很多公式。于是乎找到了维纳的另一本书《人有人的用处》,据说是《控制论》的科普版。饶是如此,看的时候依然有些困难。因为翻译的比较早,总感觉理解起来,得琢磨一会。但是,里边确实将反馈提到系统里边来说明。只要是一个系统,就存在反馈。而且负反馈导致系统稳定。于是乎,就想起来了,当年的信号与系统,电路系统,控制系统,应该说他们的反馈机制都是一样的。后来在《运算放大器权威指南》中看到,里边将电路的反馈和控制原理的反馈比较分析,发现形式一模一样,只是由原来的控制原理的术语,换成了电压电流。 至此纠结了几年的问题,彻底解决了。

在凤舞天的一个博客中看到说,国内的环境注定了,我们不能把东西都掌握了再去做东西,那样黄花菜都凉了。但是如果没有掌握理论,做出来的东西也就只能在国内卖。这个值得思考一下。

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