南方醫科大學

從南方醫科大學研究生院獲悉，2024年南方醫科大學碩士研究生招生考試807生物醫學工程綜合考試大綱已發布，內容如下：

807生物醫學工程綜合

一、  考試性質

生物醫學工程綜合為我校招收0831生物醫學工程專業學術型和0854 電子信息專業 型碩士研究生而自命題的考試科目。其目的是科學、公平、有效地測試考生是否具備繼 續攻讀生物醫學工程相關學科類型的碩士研究生所需要的有關學科的基礎知識和基礎 技能，評價考生生物醫學工程相關學科基本原理、基礎知識和基本技能的理解和掌握情 況，是否具備開展研究生學習和培養任務的所必須的基本素質、一般能力和培養潛能。

二、  考察目標

《生物醫學工程綜合》考試范圍為數據結構、電子技術、信號與系統，腫瘤放射物 理等四部分。要求考生系統掌握相應部分中的基本理論、基本知識和基本技能，能夠運 用所學的基本理論、基本知識和基本技能綜合分析、判斷和解決有關理論問題和實際問 題。

三、  考試比例及題型結構

試卷滿分為 150 分，考生根據報考方向任選一個模塊進行作答。

模塊一：信號與系統

考察內容包括信號與系統的時域、頻域與復頻域分析等。

題型結構：

選擇題，第 1-15 題，每題 4 分，60 分，占比 40%；

填空題，第 1-10 題，每題 4 分，40 分，占比 27%；

計算題，第 1-5 題，每題 10 分，50 分，占比 33%。

模塊二：電子技術

考察內容包括模擬電子技術（75 分）和數字電子技術（75 分）兩部分內容。 題型結構：

填空與選擇題：第 1 大題（含 5 小題），第 6 大題（含 5 小題），每小題 3 分，30 分，占比 20%；

分析計算題：第 2-5 題，第 7-10 題，每題 15 分，120 分，占比 80%。

模塊三：數據結構

考察內容包括理解數據結構的基本概念，掌握數據的邏輯結構、存儲結構以及各種 基本操作的實現。掌握基本的數據處理原理和方法，能夠基于實際問題進行算法的設計 與分析。能夠選擇合適的數據結構和方法進行問題求解，具備采用 C 或類 C 語言實現算 法的能力。

題型結構：

單選題 10 題，每題 3 分，30 分，占比 20%；

填空題 10 題，每題 3 分，30 分，占比 20%；

應用題 9 題，每題 10 分，90 分，占比 60%。

模塊四：腫瘤放射物理

考察內容包括核物理、電離輻射、放射治療等。

題型結構：

選擇題，20 題，每題 3 分，60 分，占比 40%；  

填空題，10 題，每題 2 分，20 分，占比 13.3%；

簡答題，4 題，每題 10 分，40 分，占比 26.7%；

計算題，2 題，每題 15 分，30 分，占比 20%。

四、  考察內容范圍

 

 

模塊一：信號與系統

一、信號與系統分析導論

1. 信號的描述及分類

1) 信號的定義與描述 ：信號 f(t)數學描述(函數定義、公式表達)、波形描述。

2) 信號的分類與特性： (1).確定信號與隨機信號； (2).連續時間信號與離散時間

信號； (3).周期信號與非周期信號； (4).能量信號與功率信號。 2. 系統的描述及分類

1) 系統的數學模型: (1).微分方程; (2).系統的方框圖表示

2) 系統的分類 : (1).連續時間系統與離散時間系統 ; (2).線性系統與非線性系 統 ; (3).時不變系統與時變系統 ; (4).因果系統與非因果系統 ; (5).穩定系統與 非穩定系統。

3．系統聯結

二、信號的時域分析

1. 連續時間信號的時域描述

1) 典型信號：(1).指數信號；(2).虛指數信號和正弦信號；(3).復指數信號；(4). 抽樣函數。

2) 奇異信號： (1).單位階躍信號； (2).單位沖激信號； (3).斜坡信號； (4).沖激 偶信號及特性。

2．連續時間信號的基本運算

信號的尺度變換、翻轉、平移、相加、相乘、微分和積分。

3．離散時間信號的時域描述

1) 離散時間信號的表示：函數解析、列表和圖形。

2) 基本離散序列： (1).實指數序列； (2).虛指數序列和正弦序列； (3).復指數序 列； (4).單位脈沖序列； (5).單位階躍序列。

4．離散時間信號的基本運算: (1).翻轉； (2).位移； (3).內插與抽取； (4).序列相加/ 相乘； (5). 差分與求和。

5．確定信號的時域分解： (1).信號分解為直流分量與交流分量； (2).信號分解為奇分 量與偶分量； (3).信號分解為實部分量與虛部分量； (4).連續信號分解為單位沖激 信號的線性組合； (5).離散序列分解為單位脈沖序列的線性組合。

三、系統的時域分析

1．線性時不變系統的描述及特點

1) 連續時間系統的數學描述；

2) 離散時間系統的數學描述；

3) 線性時不變系統： (1).線性時不變系統的描述； (2).線性時不變系統的特性： a).微分特性與差分特性；b).積分特性與求和特性。

2．連續時間 LTI 系統的響應

1) 經典時域分析方法；

2) 連續 LTI 系統的零輸入響應；

3) 連續 LTI 系統的零狀態響應。

3．連續系統的沖激響應

1) 連續系統的沖激響應定義；

2) 沖激平衡法求系統的沖激響應；

3) 連續系統的階躍響應。

4．卷積積分

1) 卷積的計算。

2) 卷積的性質： (1).交換律； (2).分配律； (3).結合律； (4).平移特性； (5).微 分特性； (6).積分特性； (7).等效特性。

3) 奇異信號的卷積： (1).延時特性； (2).微分特性； (3).積分特性。 5．離散時間系統的響應

1) 迭代法；

2) 經典法求解差方程；

3) 離散 LTI 系統的零輸入響應；

4) 離散 LTI 系統的零狀態響應。

6．離散系統的單位脈沖響應

單位脈沖響應 h[k]定義、h[k]的求解、迭代法、等效初始條件法、階躍響應 g[k]的 求解。

7．序列卷積和

1) 序列卷積和的圖形計算；

2) 列表法計算序列卷積和；

3) 序列卷積的性質：(1).交換律；(2).分配律；(3).結合律；(4).位移特性；(5). 差分與求和特性。

8．沖激響應表示的系統特性

1) 級聯系統的沖激響應；

2) 串聯系統的沖激響應；

3) 因果系統；

4) 穩定系統。

四、周期信號的頻域分析

1．連續時間信號的 Fourier 級數

1) 指數形式的 Fourier 級數；

2) 三角形式的 Fourier 級數；

3) Fourier 級數的收斂條件；

4) 信號的對稱性和 Fourier 系數的關系：(1).偶對稱信號；(2).奇對稱信號；(3). 半波重疊信號； (4).半波鏡像信號。

2．連續時間 Fourier 級數的基本性質

線性特性、時移特性、卷積特性和微分特性。

3．連續周期信號的頻譜分析

周期信號頻譜的概念：(1).離散頻譜特性；(2).幅度衰減特性。相位譜的作用。信

號的有效帶寬。周期信號的功率譜。

4．離散 Fourier 級數*(不作要求)

五、非周期信號的頻域分析

1．連續非周期信號的頻譜

1) 從第 4 章周期信號的頻譜推出非周期信號的頻譜密度的過程；

2) 數學概念、物理概念及工程概念理解非周期信號的頻譜密度概念，以及與周 期信號的頻譜區別；

3) 正反變換的公式，及存在條件。

2．常見連續信號的頻率分析

1) 常見非周期信號的頻譜： (1).符號函數； (2).單位沖激信號； (3).直流信號； (4).單位階躍信號； (5).單邊指數信號。

2) 常見周期信號的頻譜：(1).虛指數信號；(2).正/余弦信號；(3).一般周期信號； (4).周期沖激串。

3．連續時間 Fourier 變換的性質： (1).線性特性； (2).共軛及共軛對稱性； (3).互易 對稱性特性(對偶特性)；(4).展縮特性；(5).時移特性；(6).頻移特性(調制特性)； (7).卷積特性； (8).乘積特性； (9).時域微分特性； (10).積分特性； (11).頻域微 分特性； (12).Parseval 定理。

4．離散時間 Fourier 變換*(不作要求)

5. 離散時間 Fourier 變換的性質*(不作要求)

六、系統的頻域分析

1．連續非周期信號通過系統響應的頻域分析

1) 連續系統的頻率響應；

2) 微分方程描述的 LTI 系統響應；

3) 電路系統的響應。

2．連續周期信號通過系統響應的頻域分析

1) 正弦信號通過系統的響應；

2) 任意周期信號通過系統的響應。

3．無失真傳輸系統與理想濾波器

1) 無失真傳輸系統： (1).在時域上定義； (2).在頻域上分析； (3).無失真傳輸系 統應滿足兩個條件。

2) 理想濾波器： (1).沖激響應； (2).階躍響應。

4．時域抽樣與抽樣定理

信號的時域抽樣、時域抽樣定理和信號的重建

5．離散系統的頻域分析*(不作要求)

七、連續時間信號與系統的復頻域分析

1．連續時間信號的復頻域分析。

1) Laplace 變換： (1).從 Fouier 變換到 Laplace 變換； (2).物理意義與公式。 2) 單邊 Laplace 變換的收斂域。

3) 常用信號的 Laplace 變換：(1).單邊指數信號；(2).正弦型信號；(3).單位階躍 信號； (4).單位沖激信號及其導數； (5).tn 的正冪次信號。

4) 單邊 Laplace 變換的性質：(1).線性特性；(2).縮展特性；(3).時移特性；(4). 卷積特性；(5).指數加權特性；(6).線性加權特性；(7).微分特性；(8).積分特 性； (9).初值定理和終值定理。

5) Laplace 反變換： (1).留數法； (2).部分分式展開。

6) 雙變 Laplace 變換*(不作要求)。

2．連續時間系統響應的復頻域分析。

微分方程的復頻域求解、電路的復頻域模型。

3．連續時間系統函數與系統特性。

1) 系統函數。

2) 系統函數的零極點分布： (1).零極點分布與沖激響應； (2).零極點與系統頻率 響應的關系； (3).系統的穩定性。

3) 系統函數與系統特性的關系。

4．連續系統的模擬。

1) 系統的聯結： (1).系統的級聯； (2).系統的并聯； (3).反饋環路。 2) 連續系統的模擬： (1).直接型； (2). 級聯型與并聯型。

八、離散時間信號與系統的 z 域分析

1．離散時間信號的 z 域分析。

1) 單邊 z 變換：(1).從 Laplace 變換到 z 變換；(2).z 變換定義；(3).z 變換收斂 域。

2) 常用信號的 z 變換：(1).單位脈沖序列；(2).單位階躍序列；(3).復指數序列； (4).正弦型序列。

3) 單邊 z 變換的主要性質： (1).線性特性； (2).位移特性； (3).卷積特性； (4). 指數加權特性； (5).z 域微分(時域線性加權)特性； (6).序列求和特性； (7). 初值定理和終值定理； (8).Parseval 定理。

4) 單邊 z 反變換：(1).留數法；(2).冪級數展開法(長除法)；(3).部分分式展開。 2．雙邊 z 變換*(不作要求)

雙邊 z 變換的定義及收斂域、雙邊 z 反變換、雙邊 z 變換的主要性質。 3.離散時間系統響應的 z 域分析

差分方程轉化為 z 域的代數方程、二階系統響應的 Z 域求解(零輸入、零狀態)。 4.離散時間系統函數與系統特性

系統函數及其零極點、系統函數的零極點分布與系統時域特性的關系、系統函數的 零極點分布與系統頻率響應的關系、系統函數的零極點分布與系統穩定性的關系。

5．離散時間系統的模擬

1) 離散時間系統的聯結： (1).系統的級聯； (2).系統的并聯； (3).反饋環路。

2) 離散時間系統的模擬： (1).直接型模擬方框圖； (2).級聯型與并聯型模擬方框 圖。

主要參考書：

[1]. 陳后金，胡健，薛健 編著，《信號與系統》 (第 3 版)，清華大學出版社、北京交 通大學出版社，2017 年。

[2].  陳后金，胡健，薛健 編著，《信號與系統》(第 2 版)，清華大學出版社、北京交 通大學出版社，2011 年。

[3].  鄭君里，應啟珩，楊為理，《信號與系統》 (第三版)上、下，高等教育出版社， 2011 年。

[4].   Alan V. Oppenheim(奧本海姆)等人編著，劉樹棠 譯，《信號與系統》(第二版)， 電子工業出版社，2020 年。

※提醒考生：試卷的公式符號按參考書目[1][2] 約定。

模塊二：電子技術

一、模擬電子技術

(一)電子電路基礎

1. 二極管、三極管的基本特性及應用。

2. 基本放大電路的組成、工作原理及性能指標。用圖解法、等效電路法對放大電路 進行靜態和動態分析及參數計算。

3. 多級放大電路的耦合方式，差分放大電路的組成及應用，互補輸出級組成和分析。 集成運算放大電路的基本組成及各級電路的作用。

4. 反饋極性和組態的判斷。深度負反饋電路放大倍數的計算。負反饋對電路性能的 影響。

(二) 信號運算電路

1. 理想運算放大電路的組成、特點及工作區域。

2. 由理想運算放大器組成的各種運算電路的分析和計算。

(三) 功率放大電路

1. 功率放大電路的特點、組成及工作原理。

2. OCL 與 OTL 功放電路的分析和計算。

(四) 直流電源

1. 直流穩壓電源的組成及各組成部分的作用。

2. 直流穩壓電源各部分組成電路的工作原理及參數估算。

二、數字電子技術

(一)邏輯電路基礎

1. 二、十六進制及其與十進制的相互轉換，8421 碼。二進制的算術運算與邏輯運 算的不同之處。

2. 邏輯代數的三種基本運算，邏輯函數的四種表示方法。利用公式法和圖形法對邏 輯函數化簡。

3. TTL 和 CMOS 集成門電路的外部特性----邏輯功能和電氣特性。

(二)邏輯電路

1. 組合邏輯電路的分析方法和設計方法。常用集成組合邏輯電路的邏輯功能及使 用方法。

2. 各種觸發器的邏輯功能、觸發方式與描述方法。

3. 同步時序邏輯電路的分析方法和設計方法。常用集成時序邏輯電路的邏輯功能 及使用方法。

(三) 脈沖電路

1.施密特觸發電路、單穩態電路、多諧振蕩電路的工作原理、脈寬及周期的計算方 法。

2. 由 555 定時器組成三種脈沖電路的工作原理和參數計算。

(四) 數/模和模/數轉換

1. 數/模和模/數轉換的基本原理。

2. 典型的數/模轉換器和模/數轉換器的主要性能指標及使用方法。

模塊三：數據結構

一、基本概念

1、掌握數據結構的概念，包括數據的邏輯結構、存儲結構、算法的概念，以及它 們之間的關系；

2、掌握算法復雜度的分析方法，能夠估算算法的時間復雜度和空間復雜度。 二、線性表

1、理解線性表的結構和特點，掌握線性表的基本操作和實現算法； 

2、掌握順序存儲線性表的方法以及基本操作的實現算法；

3、掌握鏈接存儲線性表的方法，單鏈表和循環鏈表的結構，以及基本操作的實現 算法。

三、棧和隊列

1、理解棧的定義和結構特點，掌握其存儲方式（順序存儲和鏈接存儲）、基本操作 和實現算法；

2、理解隊列的結構和特點，掌握其存儲方式（順序存儲和鏈接存儲）和基本操作 的實現算法；

3、理解遞歸的基本概念和實現原理，掌握用遞歸思想描述問題和構造算法的方法， 以及棧與遞歸的實現。

四、串

1、理解串類型的定義，掌握字符串的存儲結構，字符串的基本運算； 2、掌握字符串模式匹配算法及簡單應用。

五、數組和廣義表

1、理解數組的定義，數組的順序表示和實現，以及矩陣的壓縮存儲； 2、理解廣義表的定義，廣義表的存儲結構。

六、樹和二叉樹

1、理解樹的結構和定義，掌握樹的主要概念；

2、理解各種二叉樹的定義、性質與存儲結構，掌握其特點；

3、掌握二叉樹遍歷方法的實現原理和性質，能將二叉樹的遍歷方法應用于求解二 叉樹的葉子結點個數、查找結點、表達式求值、編碼壓縮等問題，掌握遍歷的非遞歸實 現方法。

4、掌握 AVL 樹的定義和性質，基本操作的實現方法，理解 AVL 樹的應用； 5、理解樹的存儲結構，掌握森林與二叉樹的轉換，樹和森林的遍歷方法； 6、理解赫夫曼樹的基本原理、實現及應用。

七、圖

1、掌握圖的基本概念、圖的存儲結構；

2、掌握圖的深度優先遍歷和廣度優先遍歷方法；

3、理解圖的連通性問題，掌握最小生成樹的方法等；

4、有向無環圖及其應用，掌握 AOV 活動網絡的拓撲排序方法，AOE 活動網絡的關 鍵路徑的方法；

5、掌握最短路徑的設計思路和方法。

八、集合和查找

1、理解集合的基本概念，掌握常用實現集合的各種存儲方法；

2、掌握順序表的查找、有序表的查找、靜態樹表的查找及索引順序表的查找； 3、掌握二叉排序樹和平衡二叉樹的基本操作，了解 B 樹和 B+樹。

4、理解哈希表的實現原理，能按指定的哈希函數和解決沖突的方法構造哈希表。 九、排序

理解各種排序方法的實現，掌握各種排序算法的特點和時間空間復雜度，能根據應 用需求選擇合適的排序方法實現對數據的排序。

參考書目：

1、《數據結構（C 語言版）》，嚴蔚敏、吳偉民編著，清華大學出版社，2007. 2、數據結構題集，嚴蔚敏編著，清華大學出版社，2007.

模塊四：腫瘤放射物理學

一、核物理基礎

1、基本概念

包括原子結構，原子、原子核能級，原子、原子核質量，單位體積物質中的原子數 和電子數，基本粒子的種類和物理特性等。

2、放射性

包括原子核衰變類型(α衰變、 β衰變、 λ躍遷和內轉換）的衰變條件、特征以及 衰變的量化計算等。

二、電離輻射與物質的相互作用

1、帶電粒子與物質的相互作用

包括帶電粒子與物質相互作用的主要方式，各種作用方式的機理以及相關參數的計 算等。

2、 X(λ) 射線與物質的相互作用

包括 X(λ) 射線與物質發生的各種相互作用的作用機理以及相關參數的計算等。

三、電離輻射吸收劑量的測量

1、電離室測量吸收劑量原理

包括電離室的工作機制、工作特性和吸收劑量的原理等。

2、電離輻射質的確定

包括 X(λ) 射線和高能電子束射線質的確定方法等。

3、吸收劑量的測量方法

包括實踐中測量吸收劑量的方法及基本原理、劑量學特性和使用方法等。 四、放射源和放射治療機

包括放射治療中使用放射源的種類，放射治療中使用的照射方式，放射治療機的基 本結構、物理特性、工作原理，多葉準直器的相關知識和技術等。

五、X(λ) 射線射野劑量學

包括百分深度劑量分布、組織空氣比、組織最大劑量比等基本概念，掌握處方劑量 計算方法等。

六、高能電子束射野劑量學

包括 X(λ) 射線、高能電子束的射野劑量學特性，射野劑量學中的一些基本物理 概念等。

七、近距離照射劑量學

包括近距離治療中影響劑量分布的物理和幾何因素、源周圍劑量分布的特點、放射 源的校準、后裝放射源的定位技術、腔內組織間布源規則以及治療方案的優化等。

八、治療計劃設計的物理原理和生物學基礎

包括治療計劃設計的物理原理和生物學基礎，計劃設計中應考慮的臨床和生物學因 素、靶區及靶區劑量規定、射野設計原理等。

九、治療計劃設計與執行

包括治療計劃設計與執行的基本過程和步驟，以及其中涉及的治療體位和體位固定 技術、模擬定位機和 CT 模擬；三維計劃系統的特點及功能、圖像登記方式，射野設計 工具、計劃評估工具，射野影像系統；以及射野擋塊及組織補償技術等。

十、 三維劑量計算模型和治療方案優化

包括 X(λ) 射線、高能電子束的劑量計算物理模型，以及治療方案優化的算法等。 十一、調強適形放射治療

包括調強適形放射治療的定義、臨床價值、設備要求和調強放療的實現方式，以及 立體定向放療的原理、方法及其與調強適形放療的關系等。

十二、放射治療的質量保證和質量控制

包括開展質量保證和質量控制的物理和技術措施等。

十三、輻射防護

包括輻射防護的基本原則和標準、外照射的防護措施等。

備注：上述內容為本科目的考察大致范圍，可根據命題實際需要，允許偶有超出上述范 圍的命題情況出現。請各位考生注意。