转载回首大学四年，一个电工对大学课程的见解

Posted 2020-10-13

今天在一个公众号里面看到这个文章。读来真是 感触很多。感谢这位电工对自己的总结，而且写了出来，让更多的人看到。文中提到了很多我们控制专业的书，当然也是很多电子工程专业的人都需要学习的，这些现在感觉没有什么用的书，原来在以后的工作总竟然那么的有用。而且我们现在不知道自己所学的这些课程之间到底有什么联系，学了那么多，还是不知道这些课程到底该怎么配合着应用到实际中。这些问题都将在这篇文章中一一解答。

我后悔自己在大三才看到这篇文章，但同时又庆幸自己在大三看到了这篇文章。

好了，这是链接：回首大学四年，一个电工对大学课程有点见解

 

正如牛人说的，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。

 

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。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。