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南方医科大学2025年考研大纲:807生物医学工程综合

网络 89 2024-12-30 17:44:03

考研大纲包含了硕士研究生考试相应科目的考试形式、要求、范围、试卷结构等指导性考研用书。今天,为了方便2025考研的学子们,小编为大家整理了“南方医科大学2025年考研大纲:807生物医学工程综合”的相关内容,祝您考研成功!

807 生物医学工程综合

一、 考试性质

生物医学工程综合为我校招收0831生物医学工程专业学术型和0854 电子信息专业 型硕士研究生而自命题的考试科目。其目的是科学、公平、有效地测试考生是否具备继 续攻读生物医学工程相关学科类型的硕士研究生所需要的有关学科的基础知识和基础 技能,评价考生生物医学工程相关学科基本原理、基础知识和基本技能的理解和掌握情 况,是否具备开展研究生学习和培养任务的所必须的基本素质、一般能力和培养潜能。

二、 考察目标

《生物医学工程综合》考试范围为数据结构、电子技术、信号与系统三部分。要求 考生系统掌握相应部分中的基本理论、基本知识和基本技能,能够运用所学的基本理论、 基本知识和基本技能综合分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。

三、 考试比例及题型结构

试卷满分为 150 分,考生根据报考方向任选一个模块进行作答。

模块一:信号与系统

考察内容包括信号与系统的时域、频域与复频域分析等。 题型结构:

选择题,第 1-15 题,每题 4 分,60 分,占比 40%; 填空题,第 1-10 题,每题 4 分,40 分,占比 27%; 计算题,第 1-5 题,每题 10 分,50 分,占比 33%。

模块二:电子技术

考察内容包括模拟电子技术(75 分)和数字电子技术(75 分)两部分内容。 题型结构:

填空与选择题:模电部分和数电部分各 30 分,共 60 分,占比40%; 分析计算题:模电部分和数电部分各 45 分,共 90 分,占比 60%。

模块三:数据结构

考察内容包括理解数据结构的基本概念,掌握数据的逻辑结构、存储结构以及各种 基本操作的实现。掌握基本的数据处理原理和方法,能够基于实际问题进行数据结构的 选择与设计,能够基于数据结构选择合适的方法进行算法设计和问题求解,具备采用 C 或类 C 语言实现算法的能力。

题型结构:

填空题 10 题,每题 3 分,共 30 分,占比 20%,主要考察概念理解、知识的识记保 持、再认判断和简要计算分析能力;

综合题 8 题,每题 15 分,共 120 分, 占比 80%,主要考察综合性以及应用型的问 题分析、方案设计、算法设计、程序编写、计算分析、方案评估能力。

四、 考察内容范围

模块一:信号与系统

一、绪论

1. 信号的概念

1) 信号的定义 :信号是随时间变化的物理量。

2) 信号的描述 :时域法(将信号表示成时间的函数)、频域(变换域)。

3) 信号的分类: (1).确定信号与随机信号; (2).连续信号与离散信号; (3).周期 信号与非周期信号; (4).能量信号与功率信号; (5).奇信号与偶信号。

2. 信号的简单处理

信号的相加、相乘、延时、反褶、尺度、标量乘法和混合运算。

3. 系统的概念

1) 系统的定义 :系统是由若干相互联系的单元组成的、具有某种功能、用以达到 某种目的的有机整体。

2) 系统的描述 :输入输出方程、框图模型。

3) 系统的分类:(1). 线性系统与非线性系统;(2). 非时变系统与时变系统;(3). 连续系统、离散系统与混合系统; (4). 因果系统与非因果系统; (5). 稳定系 统与非稳定系统。

二、连续时间系统的时域分析

1. 引言

1) 建立系统的数学模型。

2) 求解(时域解): (1). 经典时域法; (2). 卷积法(或近代时域法,算子法)。

2.系统微分方程的算子表示

1) 微分算子;

2) 算子运算法则。

3.系统的零输入响应

1) 经典法;

2) 等效源法。

4.奇异函数

1) 阶跃函数 ;

2) 冲激函数。

5.信号的时域分解

1) 任意函数表示为冲激函数之和(积分):(1).指数信号;(2).虚指数信号和正弦 信号; (3).复指数信号; (4).抽样函数。

2) 奇异信号: (1).单位阶跃信号; (2).单位冲激信号; (3).斜坡信号; (4).冲激 偶信号及特性。

6.阶跃响应和冲激响应

1) 定义: (1). 阶跃响应:系统对阶跃信号的零状态响应; (2). 冲激响应:系统 对冲激信号的零状态响应。

2) 系统冲激响应的求解方法: (1).系统方程法; (2).系数平衡法; (3).初始条件 法; (4). LT 变换法。

7.叠加积分;

8.卷积及其性质

1) 卷积的计算: (1).卷积几何解法; (2).卷积积分表。

2) 卷积的性质: (1).交换律; (2).分配律; (3).结合律; (4).微分特性; (5).积 分特性; (6).多重微积分: (7).函数延时后的卷积。

3) 特殊函数的卷积: (1).延时特性; (2).微分特性; (3).积分特性。

9.线性系统响应的时域求解法

1) 近代时域法求解步骤;

2) 系统对几种特殊激励信号的响应。 三、连续信号的正交分解

1.正交函数集与信号分解

1) 矢量的正交分解;

2) 信号的正交分解。

2.信号表示为傅里叶级数

1) 三角函数形式的傅里叶级数;

2) 指数傅里叶级数;

3) 函数的偶、奇性质与谐波含量的关系;

4) 傅里叶级数的基本性质。

3.周期信号的频谱;

4.傅里叶变换与非周期信号的频谱;

5.常用信号频谱函数:(1). 单边指数信号;(2). 双边指数信号;(3). 门函数;(4). 单位冲激信号; (5). 直流信号; (6). 符号信号; (7). 单位阶跃信号。

6.周期信号的频谱函数: (1). 虚指数信号; (2). 正弦型信号; (3). 一般周期信号;

(4). 单位冲激串。

7.傅里叶变换的性质:(1).线性特性;(2).延时特性;(3).频移特性;(4).展缩特性;

(5).奇偶特性; (6).对称特性; (7).微分特性; (8).积分特性; (9).频域微积分特性;

(10).卷积定理

8.帕塞瓦尔定理、能量频谱与功率频谱。

四、连续时间系统的频域分析

1.信号通过系统的频域分析方法

1) 连续系统的频率响应;

2) 连续非周期信号通过系统响应的频域分析;

3) 连续周期信号通过系统响应的频域分析。

2.理想低通滤波器的冲激响应与阶跃响应

1) 滤波器的概念与理想低通滤波器(ILPF);

2) 理想低通滤波器的冲激响应与阶跃响应。

3.佩利一维纳准则与物理可实现滤波器

1) 因果系统或物理可实现系统;

2) 从系统幅频响应函数判断系统因果性——Paley-Wiener 则;

3) 物理可实现的滤波器。

4.调制与解调;

5.频分复用与时分复用;

6.希尔伯特变换;

7.信号通过线性系统不产生失真的条件。

五、连续时间系统的复频域分析

1. 引言

1) FT 的优点和不足;

2) 拉普拉斯变换(LT)的优点。

2.拉普拉斯变换

1) 拉普拉斯变换的推导,从 FT 到LT;

2) 拉普拉斯变换反变换表达式;

3) 单边和双边拉普拉斯变换;

4) LT 的物理意义。

3.拉普拉斯变换的收敛区

1) 函数的 LT 存在的条件与收敛区的定义;

2) 单边与双边 LT 的收敛区。

4.常用函数的拉普拉斯变换:(1).指数类信号的 LT;(2).t 的正幂类函数的 LT;(3).

冲激函数的 LT。

5.拉普拉斯反变换的计算

1) 部分分式展开法(Haviside 展开法);

2) 留数法;

3) 极零点与极零图。

6.拉普拉斯变换的基本性质:(1).线性特性;(2).尺度变换特性;(3).时延特性;(4). 复移频特性; (5).时域微分特性; (6).时域积分; (7). 复频域微积分特性; (8).参量 微积分特性; (9).初值定理和终值定理; (10). 卷积定理; (11).对偶特性。

7.线性系统的拉普拉斯变换分析法

1) 对微分方程进行 LT 处理;

2) 对电路进行 LT 处理;

3) 系统函数 H(s)、系统特性与响应之间关系。

8.双边拉普拉斯变换;

9.线性系统的模拟

1) 微分方程的模拟框图;

2) 系统的基本联接;

3) 连续系统的模拟框图。

10.信号流图。

六、连续时间系统的系统函数

1.系统函数的极零图

1) 极零点分布的对称性;

2) 极零点与系统自然响应信号模式之间的关系;

3) 极零点与系统的稳定性。

3.系统函数的频域特性与波特图;

4.系统函数的极点、零点与系统频率特性的关系

1) 通过极零点求系统频率特性;

2) 两种重要的系统函数:全通系统与最小相位系统。

5.系统的稳定性

1) 系统的稳定性与其充分必要条件。

2) 系统稳定性判据。

七、离散时间系统的时域分析

1. 概述

1) 离散时间信号与离散时间系统;

2) 连续信号与离散信号的关系;

3) 离散信号的表示方法;

4) 典型的离散时间信号: (1).单位样值函数; (2).单位阶跃函数; (3).单边指数 序列; (4). 单边正弦序列;

5) 离散信号的运算;

6) 线性移不变离散时间系统;

7) 离散时间系统的描述方法。

2.抽样信号与抽样定理

1) 抽样器及其数学模型;

2) 抽样定理。

3.离散时间系统的描述和模拟;

4.离散时间系统的零输入响应;

5.离散时间系统的零状态响应及全响应求解;

6.离散时间系统与连续时间系统时域分析法的比较。

八、离散时间系统的变换域分析

1.z 变换定义及其收敛区

1) Z 变换的定义;

2) 单边 Z 变换与双边 Z 变换;

3) Z 变换的收敛域;

4) 常见序列的计算。

2.z 变换的性质:(1).线性;(2).移序特性;(3).(z 域)尺度变换特性;(4).(z 域) 微分特性; (5).卷积定理; (6).初值和终值定理。

3.反 z 变换

1) 级数展开法;

2) 部分分式展开法;

3) 留数法。

4.z 变换与拉普拉斯变换的关系

1) 理想抽样信号的 LT 与其相应的离散序列的ZT 之间的关系;

2) 连续信号 f(t)的 LT 与它抽样后得到的离散序列的ZT 之间的关系。

5.离散时间系统的 z 变换分析法

1) ZT 对系统的求解法;

2) H(z)的实现;

3) 离散时间系统的稳定性与框图。

6.离散时间序列的傅里叶变换;

7.离散时间系统的频率响应特性;

8.离散时间系统与连续时间系统变换域分析法的比较。

九、线性系统的状态变量分析

1.系统的状态变量描述法;

2.由输入一输出方程求状态方程;

3.连续时间系统状态方程的复频域解法;

4.离散时间系统状态方程的解。 主要参考书:

[1]. 管致中,夏恭恪,孟桥原著,《信号与线性系统》(第六版),高等教育出版社,2015 年。

[2]. 陈后金,胡健,薛健 编著,《信号与系统 (第 3 版),清华大学出版社、北京交 通大学出版社,2017 年。

[3]. 郑君里,应启珩,杨为理,《信号与系统》(第三版)上、下,高等教育出版社,2011 年。

[4]. Alan V. Oppenheim(奥本海姆)等人编著,刘树棠 译,《信号与系统》 (第二版), 电子工业出版社,2020 年。

※提醒考生:试卷的公式符号按参考书目[1] 约定。

模块二:电子技术

一、模拟电子技术

(一)电子电路基础

1. 二极管、三极管的基本特性及应用。

2. 基本放大电路的组成、工作原理及性能指标。用图解法、等效电路法对放大电路 进行静态和动态分析及参数计算。

3. 多级放大电路的耦合方式,差分放大电路的组成及应用,互补输出级组成和分析。 集成运算放大电路的基本组成及各级电路的作用。

4. 反馈极性和组态的判断。深度负反馈电路放大倍数的计算。负反馈对电路性能的 影响。

(二) 信号运算电路

1. 理想运算放大电路的组成、特点及工作区域。

2. 由理想运算放大器组成的各种运算电路的分析和计算。

(三) 功率放大电路

1. 功率放大电路的特点、组成及工作原理。

2. OCL OTL 功放电路的分析和计算。

(四) 直流电源

1. 直流稳压电源的组成及各组成部分的作用。

2. 直流稳压电源各部分组成电路的工作原理及参数估算。 二、数字电子技术

(一)逻辑电路基础

1. 二、十六进制及其与十进制的相互转换,8421 码。二进制的算术运算与逻辑运 算的不同之处。

2. 逻辑代数的三种基本运算,逻辑函数的四种表示方法。利用公式法和图形法对逻 辑函数化简。

3. TTL CMOS 集成门电路的外部特性----逻辑功能和电气特性。

(二)逻辑电路

1. 组合逻辑电路的分析方法和设计方法。常用集成组合逻辑电路的逻辑功能及使 用方法。

2. 各种触发器的逻辑功能、触发方式与描述方法。

3. 同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法。常用集成时序逻辑电路的逻辑功能 及使用方法。

(三) 脉冲电路

1.施密特触发电路、单稳态电路、多谐振荡电路的工作原理、脉宽及周期的计算方 法。

2. 555 定时器组成三种脉冲电路的工作原理和参数计算。

(四) 数/模和模/数转换

1. 数/模和模/数转换的基本原理。

2. 典型的数/模转换器和模/数转换器的主要性能指标及使用方法。

模块三:数据结构

一、基本概念

1、掌握数据结构的概念,包括数据的逻辑结构、存储结构、算法的概念,以及它 们之间的关系;

2、掌握算法复杂度的分析方法,能够估算算法的时间复杂度和空间复杂度。 二、线性表

1、理解线性表的结构和特点,掌握线性表的基本操作和实现算法;

2、掌握顺序存储线性表的方法以及基本操作的实现算法;

3、掌握链接存储线性表的方法,单链表和循环链表的结构,以及基本操作的实现 算法。

三、栈和队列

1、理解栈的定义和结构特点,掌握其存储方式(顺序存储和链接存储)、基本操作 和实现算法;

2、理解队列的结构和特点,掌握其存储方式(顺序存储和链接存储)和基本操作 的实现算法;

3、理解递归的基本概念和实现原理,掌握用递归思想描述问题和构造算法的方法, 以及栈与递归的实现。

四、串

1、理解串类型的定义,掌握字符串的存储结构,字符串的基本运算;

2、掌握字符串模式匹配算法及简单应用。 五、数组和广义表

1、理解数组的定义,多维数组的表示和实现,以及特殊矩阵的压缩存储;

2、理解广义表的定义,广义表的存储结构。 六、树和二叉树

1、理解树的结构和定义,掌握树的主要概念;

2、理解各种二叉树的定义、性质与存储结构,掌握其特点;

3、掌握二叉树遍历方法的实现原理和性质,能将二叉树的遍历方法应用于求解二 叉树的叶子结点个数、查找结点、表达式求值、编码压缩等问题,掌握遍历的非递归实 现方法。

4、掌握 AVL 树的定义和性质,基本操作的实现方法,理解 AVL 树的应用;

5、理解树的存储结构,掌握森林与二叉树的转换,树和森林的遍历方法;

6、理解赫夫曼树的基本原理、实现及应用。 七、图

1、掌握图的基本概念、图的存储结构;

2、掌握图的深度优先遍历和广度优先遍历方法;

3、理解图的连通性问题,掌握最小生成树的方法等;

4、有向无环图及其应用,掌握 AOV 活动网络的拓扑排序方法,AOE 活动网络的关 键路径的方法;

5、掌握最短路径的设计思路和方法。 八、集合和查找

1、理解集合的基本概念,掌握常用实现集合的各种存储方法;

2、掌握顺序表的查找、有序表的查找、静态树表的查找及索引顺序表的查找;

3、掌握二叉排序树和平衡二叉树的基本操作,了解 B 树和 B+树。

4、理解哈希表的实现原理,能按指定的哈希函数和解决冲突的方法构造哈希表。 九、排序

理解各种排序方法的实现,掌握插入、折半、选择、快速、堆排序等多种常用排序 算法的原理、特点,能分析其时间空间复杂度,能根据应用需求选择合适的排序方法实 现对数据的排序。

参考书目:

1、《数据结构(C 语言版)(第 2 版)》,严蔚敏,李冬梅,吴伟民编著,清华大学出版

2、数据结构题集(C 语言版),严蔚敏,吴伟民,米宁编著,清华大学出版社,2019.

备注:上述内容为本科目的考察大致范围,可根据命题实际需要,允许偶有超出上述范 围的命题情况出现。请各位考生注意。

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附件: 南方医科大学2025年考研大纲:807生物医学工程综合.docx

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