出 版 说 明一、 系列教材背景
人类已经进入智能时代。云计算、大数据、物联网、人工智能、机器人、量子计算等是这个时代最重要的技术热点。为了适应和满足时代发展对人才培养的需要,2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”,并发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》《教育部办公厅关于推荐新工科研究与实践项目的通知》,全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设。新工科有两个内涵: 一是新的工科专业;二是传统工科专业的新需求。新工科建设将促进一批新专业的发展,这批新专业有的是依托于现有计算机类专业派生、扩展而成的,有的是多个专业有机整合而成的。由计算机类专业派生、扩展形成的新工科专业有计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程、信息管理与信息系统、数据科学与大数据技术等。由“计算机类”学科交叉融合形成的新工科专业有网络空间安全、人工智能、机器人工程、数字媒体技术、智能科学与技术等。
在新工科建设的“九个一批”中,明确提出“建设一批体现产业和技术最新发展的新课程”“建设一批产业急需的新兴工科专业”,新课程和新专业的持续建设,都需要以适应新工科教育的教材作为支撑。由于各个专业之间的课程相互交叉,但是又不能相互包含,所以在选题方向上,既考虑由计算机类专业派生、扩展形成的新工科专业的选题,又考虑由计算机类专业交叉融合形成的新工科专业的选题,特别是网络空间安全专业、智能科学与技术专业的选题。基于此,清华大学出版社计划出版“面向新工科专业建设计算机系列教材”。
二、 教材定位
教材使用对象为“211工程”高校或同等水平及以上高校计算机类专业及相关专业学生。
三、 教材编写原则
(1) 借鉴Computer Science Curricula 2013(以下简称CS2013)。CS2013的核心知识领域包括算法与复杂度、体系结构与组织、计算科学、离散结构、图形学与可视化、人机交互、信息保障与安全、信息管理、智能系统、网络与通信、操作系统、基于平台的开发、并行与分布式计算、程序设计语言、软件开发基础、软件工程、系统基础、社会问题与专业实践等内容。
(2) 处理好理论与技能培养的关系,注重理论与实践相结合,加强对学生思维方式的训练和计算思维的培养。计算机专业学生能力的培养特别强调理论学习、计算思维培养和实践训练。本系列教材以“重视理论,加强计算思维培养,突出案例和实践应用”为主要目标。
(3) 为便于教学,在纸质教材的基础上,融合多种形式的教学辅助材料。每本教材可以有主教材、教师用书、习题解答、实验指导等。特别是在数字资源建设方面,可以结合当前出版融合的趋势,做好立体化教材建设,可考虑加上微课、微视频、二维码、MOOC等扩展资源。
物联网技术基础教程(第3版)
出版说明四、 教材特点〖*2〗1. 满足新工科专业建设的需要系列教材涵盖计算机科学与技术、软件工程、物联网工程、数据科学与大数据技术、网络空间安全、人工智能等专业的课程。
2. 案例体现传统工科专业的新需求
编写时,以案例驱动,任务引导,特别是有一些新应用场景的案例。
3. 循序渐进,内容全面
讲解基础知识和实用案例时,由简单到复杂,循序渐进,系统讲解。
4. 资源丰富,立体化建设
除了教学课件外,还可以提供教学大纲、教学计划、微视频等扩展资源,以方便教学。
五、 优先出版〖*2〗1. 精品课程配套教材主要包括国家级或省级的精品课程和精品资源共享课的配套教材。
2. 传统优秀改版教材
对于已经出版过的优秀教材,经过市场认可,由于新技术的发展,给图书配上新的教学形式、教学资源,计划改版的教材。
3. 前沿技术与热点教材
反映计算机前沿和当前热点的相关教材,例如云计算、大数据、人工智能、物联网、网络空间安全等方面的教材。
六、 联系方式
联系人: 白立军
联系电话: 01083470179
联系和投稿邮箱: bailj@tup.tsinghua.edu.cn
“面向新工科专业建设计算机系列教材”编委会
2019年6月系列教材编委会主任:
张尧学清华大学计算机科学与技术系教授中国工程院院士/教育部高等
学校软件工程专业教学指导委员会主任委员
副主任:
陈刚浙江大学计算机科学与技术学院院长/教授
卢先和清华大学出版社副社长/编审
委员:
毕胜大连海事大学信息科学技术学院院长/教授
蔡伯根北京交通大学计算机与信息技术学院院长/教授
陈兵南京航空航天大学计算机科学与技术学院院长/教授
成秀珍山东大学计算机科学与技术学院院长/教授
丁志军同济大学计算机科学与技术系系主任/教授
董军宇中国海洋大学信息科学与工程学院副院长/教授
冯丹华中科技大学计算机学院院长/教授
冯立功战略支援部队信息工程大学网络空间安全学院院长/教授
高英华南理工大学计算机科学与工程学院副院长/教授
桂小林西安交通大学计算机科学与技术学院教授
郭卫斌华东理工大学计算机科学与工程系系主任/教授
郭文忠福州大学数学与计算机科学学院院长/教授
郭毅可上海大学计算机工程与科学学院院长/教授
过敏意上海交通大学计算机科学与工程系教授
胡瑞敏武汉大学计算机学院教授
黄河燕北京理工大学计算机学院院长/教授
雷蕴奇厦门大学计算机科学系教授
李凡长苏州大学计算机科学与技术学院院长/教授
李克秋天津大学计算机科学与技术学院院长/教授
李肯立湖南大学信息科学与工程学院院长/教授
李向阳中国科学技术大学计算机科学与技术学院执行院长/教授
梁荣华浙江工业大学计算机科学与技术学院执行院长/教授
刘延飞火箭军工程大学基础部副主任/教授
陆建峰南京理工大学计算机科学与工程学院副院长/教授
罗军舟东南大学计算机科学与工程学院教授
吕建成四川大学计算机学院(软件学院)院长/教授
吕卫锋北京航空航天大学计算机学院院长/教授
马志新兰州大学信息科学与工程学院副院长/教授
毛晓光国防科技大学计算机学院副院长/教授
明仲深圳大学计算机与软件学院院长/教授
彭进业西北大学信息科学与技术学院院长/教授
钱德沛中山大学数据科学与计算机学院院长/教授
申恒涛电子科技大学计算机科学与工程学院院长/教授
苏森北京邮电大学计算机学院执行院长/教授
汪萌合肥工业大学计算机与信息学院院长/教授
王长波华东师范大学计算机科学与软件工程学院常务副院长/教授
王劲松天津理工大学计算机科学与工程学院院长/教授
王良民江苏大学计算机科学与通信工程学院院长/教授
王泉西安电子科技大学校长助理/教授
王晓阳复旦大学计算机科学技术学院院长/教授
王义东北大学计算机科学与工程学院院长/教授
魏晓辉吉林大学计算机科学与技术学院院长/教授
文继荣中国人民大学信息学院院长/教授
翁健暨南大学信息科学技术学院执行院长/教授
吴卿杭州电子科技大学计算机学院院长/教授
武永卫清华大学计算机科学与技术系副主任/教授
肖国强西南大学计算机与信息科学学院院长/教授
熊盛武武汉理工大学计算机科学与技术学院院长/教授
徐伟陆军工程大学指挥控制工程学院院长/副教授
杨鉴云南大学信息学院院长/教授
杨燕西南交通大学信息科学与技术学院副院长/教授
杨震北京工业大学信息学部副主任/教授
姚力北京师范大学人工智能学院执行院长/教授
叶保留河海大学计算机与信息学院院长/教授
印桂生哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院院长/教授
袁晓洁南开大学计算机学院院长/教授
张春元国防科技大学教务处处长/教授
张强大连理工大学计算机科学与技术学院院长/教授
张清华重庆邮电大学计算机科学与技术学院执行院长/教授
张艳宁西北工业大学校长助理/教授
赵建平长春理工大学计算机科学技术学院院长/教授
郑新奇 中国地质大学(北京)信息工程学院院长/教授
仲红安徽大学计算机科学与技术学院院长/教授
周勇中国矿业大学计算机科学与技术学院院长/教授
周志华南京大学计算机科学与技术系系主任/教授
邹北骥中南大学计算机学院教授
秘书:
白立军清华大学出版社副编审
物联网技术基础教程(第3版)第3版前言随着物联网技术的迅速发展和各高等学校物联网专业的教学需要,本书第2版自2016年1月出版以来,颇受读者厚爱,在3年之间已印刷4次,目前已有20余所教育部属985/211院校、省属重点高校、独立学院、职业技术学院使用本书作为物联网工程基础课程的教材,也有院校将其作为相关专业的硕士研究生的教学参考书。
本书已经过各校5届以上学生的教学实践检验,得到普遍认可,教学效果良好。结合编者本身教学实践及各地同行专家的指正意见,为了跟踪物联网技术的发展和教学需要、更好地为读者和高校师生服务,编者对原书内容进行了认真修改,写出了第3版。
这次修改的指导思想仍然是保持原书按照《欧盟物联网战略研究路线图》白皮书中列出的13类关键技术为基本框架、列举各类物联网技术案例的特色,增加了反映学科最新发展方向的新内容。
具体讲,主要增加了第4章通信技术中的第五代(5G)移动通信技术,第5章网络技术中的窄带物联网(NBIoT)技术,第9章数据和信号处理技术中的边缘计算、人工智能、大数据处理技术,第12章电源和能量储存技术中的无线充电技术等方面的新内容,更换了部分新的实际应用案例,对原书中的具体内容进行了200多处适当的增删或修改,并相应对授课所需使用的教学PPT课件进行了修改。
值得注意的是,物联网技术近几年取得长足进展,特别是第五代移动通信技术、人工智能技术和大数据处理技术的飞跃发展,使得物联网技术更加贴近实际应用。敬请各位老师、各位同学及广大读者对上述相关技术给予充分重视及关注。
在此次编写过程中,各地专家、学者与老师在网络论坛提供了丰富的资料和意见,清华大学出版社诸位编辑付出了大量的时间和精力,谨在此一并表示衷心的感谢。
本书不当之处敬请广大读者、各位老师、各位同学不吝赐教。
编者2019年10月
第2版前言本书第1版自2012年6月出版以来,颇受读者厚爱,在3年之间已印刷3次,目前已有18所教育部属985/211院校、省属重点高校、独立学院、职业技术学院使用本书作为物联网工程基础课程的教材,也有部分院校将其作为相关专业的硕士研究生的教学参考书。
目前销售本教材的除新华书店等各地实体书店外,网上销售的还有亚马逊(中国)、当当网等数十家网上销售单位,教材销售量较大,读者反映热烈,评价较高。
本书已经过各校2届以上学生教学实践检验,得到普遍认可,教学效果良好。结合编者本身教学实践及各地同行专家的指正意见,为了跟踪学科发展方向,更好地为读者服务,编者对原书内容进行了认真修订,写出了第2版。
这次修订的指导思想是,保持原书按照《欧盟物联网战略研究路线图》白皮书中列出的13类关键技术为基本框架、内容比较丰富、有丰富案例的特点,增加了反映学科最新发展方向的新内容,对原书中的具体内容进行了100多处适当的增删或修改。
另外,鉴于物联网技术基础理论和最新主流的前沿技术中出现了相当多的技术专业名称和缩写,有些英文名词目前还没有特别确切的中文专业译名相对应,所以编者在此类名词和术语缩写后全部加注英文原文与中文翻译,以便教师授课时更清晰地进行表述和说明,希望有助于在教学中将基本概念、原理、技术和方法讲深讲透。
在此次编写过程中,各地专家、学者与老师提供了各自教学过程中很有价值的资料和意见,清华大学出版社诸位编辑也付出了大量的时间与关注,谨在此一并表示衷心的感谢。
本书不当之处敬请广大读者与同行老师不吝赐教。
编者2015年10月
第1版前言物联网的出现被称为是继计算机、互联网后世界信息产业发展的第三次浪潮,面临诸多难得的发展机遇。国家及各地政府给予了物联网在政策、资金、试点等方面的扶持。2010年初,教育部办公厅发布《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》后,全国已有近700所高等院校向教育部提交了增设物联网等相关专业的申请,首批37所院校已获准开设物联网相关专业,并从2011年起开始招生。物联网是典型的交叉学科,涉及电子专业、计算机专业、测控专业、通信专业等多方面专业知识,目前符合大学物联网工程专业教学要求的教材十分稀缺,社会上对物联网技术书籍需求数量也很大。
但目前市场上出版的物联网教科书与技术书籍主要内容大多只涉及射频识别和传感器网络两大部分,容易给读者造成物联网技术就是“传感器+网络”的误解。实际上物联网涉及的技术领域非常广泛,例如欧盟于2009年9月发布的《欧盟物联网战略研究路线图》白皮书中列出13类关键技术,包括标识技术、物联网体系结构技术、通信技术、网络技术、软件和算法、硬件技术、数据和信号处理技术、发现与搜索引擎技术、关系网络管理技术、电源和能量储存技术、安全与隐私技术、标准化和相关技术。本书试图在全面详细介绍物联网各技术领域的基础上,给出实际工程案例及行业解决方案,达到技术全面、案例教学及工程实用的目的。
全书主要分为5部分,分别按物联网技术架构分层次详细讲述物联网各类相关技术。
第一部分为物联网概述,其中第1章讲述物联网技术的基本知识,第2章讲述物联网的系统结构。
第二部分为物联网感知层技术,即第3章讲述的是各个特定领域的标识与自动识别技术、不同的标识体系、物品的统一标识体系、电子产品EPC编码。
第三部分为物联网网络构建层,包括第4~8章的内容,其中第4章主要讲述无线低速网络、移动通信网络、设备对设备及工业领域的无线网络等方面通信技术基础;第5章主要讲述RFID非接触射频识别系统、无线传感器网络、宽带网络、无线网格网、云计算网络等技术;第6章涉及GPS全球定位系统、蜂窝基站定位、新兴定位系统、无线室内环境定位、传感器网络结点定位及时间同步技术;第7章讲述环境感知型中间件、嵌入式软件、微型操作系统、面向服务架构、物联网海量数据存储与查询、物联网数据融合及路由等技术;第8章讲述微电子机械系统、移动设备内置传感器硬件平台、数字化传感器及网络接口技术等。
第四部分为物联网管理服务层,包括第9~11章的内容,其中第9章讲述可扩展标记语言、高性能计算、海量数据数据库技术、语义网、智能决策算法、人工智能技术、人机交互技术;第10章讲述物联网搜索引擎和服务发现技术;第11章讲述网络管理的热点技术、分布式网络管理技术、分布式数据库/资料集合的管理。
第五部分为物联网支撑技术,包括第12~14章的内容,其中第12章讲述能源采集转换技术、能量储存(电池)技术、无线供电技术;第13章讲述物联网安全性、RFID标签安全机制、无线传感器网络安全机制、物联网身份识别技术、信息隐藏。第14章讲述物联网标准化的意义、国际标准化组织和各国标准化组织、射频识别技术的标准化工作、无线传感器网络技术的标准化工作、设备对设备通信技术的标准化工作。
物联网技术基础教程(第3版)
前言本书主要作为普通高等院校本科生教材,教材力争紧跟物联网技术的最新发展,使用大量的实际工程案例辅助教学,使学生在完成学习后能够具备实际工程能力;也可以作为干部培训、职业技术教育以及职业培训机构的物联网专业训练教材,对专业从事物联网工作的工程技术人员也有学习参考价值。
课程学时数可由授课教师调节,在课程学时数较少的情况下,可以重点学习前8章。
本书各章都附有习题、工程案例,以帮助读者学习并理解实际工程应用。随书配套有开放的全书教学课件(PowerPoint演示文件),可从清华大学出版社的网站上下载。
本书由李联宁教授编著,在本书编写过程中,编者参考了国内外大量的物联网及计算机网络书刊及文献资料,主要参考书籍在参考文献中列出,但疏漏之处在所难免,在此一并对书刊文献的作者表示感谢。如有遗漏,恳请相应书刊文献作者及时告知,将在书籍再版时列入。如发现本书有错误或不妥之处,恳请广大读者不吝赐教。
编者2012年2月