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医学类-信号与系统(64学时)信号与系统(64学时)一、课程的性质与任务本课程是电子、通信、计算机、自控、信息处理等专业的重要技术基础课。它主要研究信号与系统分析的基本理论与方法,在教学计划中起着承前启后的作用。本课程以工程数学和电路分析为基础,同时又是后续的技术基础课和专业课的基础。1本课程的任务是以线性原理为基础,使学生掌握连续和离散信号、连续和离散线性定常系统分析的基本原理和分析方法,培养学生的抽象思维能力和综合应用知识解决工程问题的能力,为进一步学习新知识,研究新问题,打好理论方面的基础。2二、课程的基本要求通过本课程的学习,在信号分析...

医学类-信号与系统(64学时)
信号与系统(64学时)一、课程的性质与任务本课程是电子、通信、计算机、自控、信息处理等专业的重要技术基础课。它主要研究信号与系统分析的基本理论与方法,在教学计划中起着承前启后的作用。本课程以 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 数学和电路分析为基础,同时又是后续的技术基础课和专业课的基础。1本课程的任务是以线性原理为基础,使学生掌握连续和离散信号、连续和离散线性定常系统分析的基本原理和分析方法,培养学生的抽象思维能力和综合应用知识解决工程问题的能力,为进一步学习新知识,研究新问题,打好理论方面的基础。2二、课程的基本要求通过本课程的学习,在信号分析方面,应掌握信号分析的基本变换理论,包括:1、连续周期信号的傅立叶级数;2、连续非周期信号的傅立叶变换;3、连续信号的拉普拉斯变换;4、离散信号(序列)的Z变换;5、一般地了解离散信号的傅立叶变换等。3在系统分析方面,应掌握系统的各种描述方法和分析方法,包括:4、会对系统的稳定性进行判定及对系统进行模拟。3、系统的传递算子和传递函数的计算,会用卷积以及变换域方法求解系统;2、离散系统差分方程的建立;1、连续系统微积分方程的建立;4§1.1引言信号与系统是专门研究信息的载体信号和传输与加工信号的系统的基本理论。社会生活中,人们彼此通过语言、文字、数据、图象等来交流消息。消息的传送必须借助一定形式的信号。如电视节目是借助电磁波传送到电视用户。可见,信号是消息的载体,消息是信号的内涵。5一、信号的发展史古代:1、我国人民利用烽火台的火光传递敌人入侵的警报;2、古希腊人以火炬的位置表示不同的字母符号;3、人们还利用击鼓鸣金的声响传递战斗命令等。欲传递的消息→以光和声的形式(形成了光信号和声信号)互相传递7十九世纪以后:开始利用电信号传递消息1、1837年莫尔斯(F.B.Morse)发明了电报;2、1876年贝尔(A.G.Bell)发明了电话;3、1895年俄国的波波夫(popov),意大利的马可尼(Marconi)实现了电信号的无线传输。从此以后,传送电信号的通信方式得以迅速发展,无线电广播,超短波通信,广播电视,雷达,无线电导航等相继出现,并有了广泛的应用前景。8转换器转换器发射机接收机信道待发消息输入信号输出信号接收消息二、信号的定义1、消息待发送的一种以收、发双方事先约定的方式组成的符号,如:语言、文字、电码、音乐、数据、图片、活动图象等。9描述信号的常用方法是写出它的数学表达式,也可绘图表示。2、信号用于描述和记录消息的某种随时间、空间变化的物理量。信号可以是时间的一元函数,也可以是空间与时间的二元函数(如电视屏幕的亮度信号),还可以是变换域中变量的函数。最常用的形式是随时间变化的电流或电压。104、信道信号传输的通道。可以是双绞线、同轴电缆、光纤,也可以是人造卫星。转换器转换器发射机接收机信道待发消息输入信号输出信号接收消息一般通信系统的组成3、转换器把消息转换为电信号,或反过来把电信号转换为消息的装置。11§1.2信号的分类对于各种信号可从不同的角度进行分类。1.确定信号与随机信号(按信号随时间变化的规律来区分)确定信号:当信号是一确定的时间函数时,给定某一时间值,就可以确定出一相应的函数值。12随机信号:客观存在的信号,不能表示为确切的时间函数,具有不可预知的不确定性,服从统计规律。在信号的传输过程中,不可避免地受到各种干扰和噪声的影响,这些干扰和噪声都具有随机性。如马路上的噪声,其强度与频谱因时因地而异,且无法准确预测,因而它是随机信号。132.周期信号与非周期信号(都属确定性信号)周期信号:按照一定的时间间隔无始无终地重复着某一变化规律的信号,其表示式可以写为:f(t)=f(t+nT)n=0,±1,±2,…满足此关系式的最小T值称为信号的周期。非周期信号:在时间上不具有周而复始变化的特性,它不具有周期T(或T)。143.连续时间信号与离散时间信号(按照时间自变量取值的连续性和离散性来划分)连续时间信号:在某一时间间隔内,对于任意时间值(除若干不连续点外)都可给出确定的函数值。连续信号包括幅值连续的信号和幅值离散的信号。幅值连续的信号又称“模拟信号”15离散时间信号:只在某些不连续的规定瞬时(离散的时间点上)给出函数值,其他时间没有定义。这些离散的点在时间轴上可以均匀分布,也可以不均匀分布。 如果离散信号的幅值是连续的,即幅值可以取定义域内任意实数,称为抽样信号。 如果离散信号的幅值只能取某些规定的数值,则称为数字信号16连续时间信号与离散时间信号的总结174.能量信号与功率信号(按照信号的能量特点)信号的能量:指信号f(t)的归一化能量,即信号的电压(电流)加在1电阻上所消耗的能量。由公式:当R=1时,即可得公式(1.2—1)。18信号的功率:信号电压(或电流)在1欧姆电阻上所消耗的功率。其中f(t)为实函数设T2=T/2,T1=-T/2,则:在[T1,T2]时间内平均功率可表示为:19当T时能量信号:在无限大的时间间隔内,信号的能量为有限值,而信号的功率为零。即:0<E<+,P=0(无法从平均功率去考察)功率信号:在无限大的时间间隔内,信号的平均功率为有限值,而信号的总能量为无穷大。即:0<P<+,E+(只能从平均功率去考察)20课堂练习:判断下列信号是功率信号还是能量信号(2)f(t)=e-2|t|(3)f(t)=e-2t功率信号能量信号非能量非功率信号21§1.3信号的基函数表示法1.信号是时间的函数,它的最一般的表示法是借用某个抽象的数学符号,如f(t),x(t),e(t)等加以表示。2.为了便于信号分析,常把复杂信号分解为一些基本信号的线性组合。3.经研究证实,将信号f(t)分解为一组基本时间函数的线性组合,在数学上是比较方便的。这些基本的时间函数,简称为基函数。22设所选定的基函数为0(t),1(t),…,N(t),其中N可以是无限大,任意信号f(t)可以表示为这组基函数的线性组合:4.要表示一个具体的信号(函数)f(t),就变成了如何选择最佳的基函数n(t),和确定相应的系数an的问题了。235.系数的终结性:我们可以单独确定任何指定的系数,而不需要知道其他的系数。6.数学上已经证明,为了得到系数的终结性,在表示式成立的时间区间内,要求基函数集n(t),是正交函数集。24§1.4正交函数信号分解为正交函数与矢量分解为正交矢量类似一、正交矢量:25其误差矢量为:1、要用一个矢量分量去代表原矢量,当分量是原矢量的垂直投影时,误差矢量最小:262、若从解析角度考虑c12的取值问题,可令误差矢量的平方最小:C12标志着两个矢量相互接近的程度。1二、正交函数:设在时间区间(t1,t2)内,两函数f1(t),f2(t)。用f1(t)在f2(t)中的分量c12f2(t)来表示f1(t)。即:这个概念可推广到n维空间。平面上任意矢量在直角坐标系中可分解为两个正交矢量的组合。27设误差函数为:为使f1(t)和f2(t)达到最佳近似,用均方误差:2829当c12为0时,表示两个函数正交。c12为f1(t)与f2(t)的相关系数。由此,给出正交函数的定义:30正交函数的定义:1、在[t1,t2]区间上定义的非零实函数f1(t)与f2(t),若满足条件:则函数f1(t)与f2(t)为区间[t1,t2]上的正交函数2、若f1(t)与f2(t)是复变函数,则f1(t)与f2(t)在[t1,t2]区间上正交的条件是:31三、正交函数集:定义:在[t1,t2]区间上定义的n个非零实函数集g1(t),g2(t),…,gn(t),其中任意两个函数gi(t)、gj(t)均满足:其中,ki为常数,称此函数集为正交函数集32任意一个函数f(t)在区间[t1,t2]内,可以用这n个正交函数的线性组合来近似表示:在使近似式的均方误差最小的情况下,可分别求得系数c1,c2,…,cn:3334四、完备正交函数集在区间[t1,t2]内,用正交函数集g1(t),g2(t),...,gn(t),来近似表示函数f(t),其方均误差为:35所谓完备,是指对任意函数f(t),都可以用一无穷级数表示:此级数收敛于f(t)。上式即f(t)的正交分解。36常用的完备正交函数集:1、三角函数集:函数1,cost,cos2t,…,cosnt,...,sint,sin2t,…,sinnt,…,当所取函数有无限多个时,在区间[t0,t0+T]内组成完备正交函数集。其中T=2/2、复指数函数集:函数集ejnt,n=0,±1,±2,…,是一个复变函数集,在区间[t0,t0+T]内是完备正交函数集。371课堂练习: 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 后习题1-4、1-51-4解:根据两函数正交的条件:38所以是正交函数集391-5解:根据两函数正交的条件:40 现今医学分为传统医学、基于“生物-医学模式”近代发展起来的西医,20世纪西医又发展到“社会-心理-生物医学”或综合医学模式,后基因组时代系统生物学的兴起,形成了系统医学在全球的迅速发展,成为继传统医学、西医学之后中、西医学汇通的未来医学。当代中国医学类专业比较优秀的学校有北京大学、华中科技大学、郑州大学等学校。  中医即中国传统医药学,是形成于数千年前的中国,是建立在人们与疾病长期斗争的经验总结及阴阳五行、八纲脏腑辨证基础上,运用朴素辩证法及思辨推理方法,认识机体、自然、疾病三者关系,发展起来的一门以“功能人”包括功能脏器为概念的独特的医学哲学理论体系。在治疗上,除了药物外,还有针灸、推拿气功、耳针等特殊疗法,它是世界传统医学中最完善的一种医学理论体系。它为人类尤其为中国人民健康和民族繁衍做出了巨大贡献。  西医学是最近三四百年来建立在解剖学、生物学及现代科学技术基础上、发展起来的一门以“解剖人、肉体人”为概念的、新兴的现代医学科学理论体系。主要采用科学实验方法,从宏观到微观,直至目前的分子基因层次水平,发展极为迅速,超过其它任何一门医学科学,成为世界医学史上的主流。  可见中西医学,一个是以“功能人”为概念的独特的哲学医学理论体系,一个是以“解剖人、肉体人”为概念的新兴的现代医学科学理论体系,二者都不是以完整人为研究对象的科学,从理论讲二者都不是科学的,势必影响各自发展。事实也证明这一切,中医长期停滞不前、疗效也不确实。西医尽管发展到目前的基因分子层次,但疾病发病率居高不下,对绝大部分疾病发病原因认识不清、发病机理弄不明白,治疗受到制约,在小小SARS、禽流感面前竟束手无策,在糖尿病、癌症、心脑血管疾病、尿毒症等相当多疾病面前更是不得不求助或借助中医治疗。一个是疗效不确实,一个是有些甚至相当多疾病无法治疗,这就是中西医学结合的缘由。然而,由于二者是两套理论、两股道上跑的车,风马牛不相及,从理论上讲就没有结合的可能,只是形式上的融合罢了。故出现西医对治疗不了的疾病只好求助中医,而中医则往往采用西医诊断中医治疗,以及中西治疗法一块用的局面。  至于循证医学、比较医学、后现代医学、行为医学等所谓“医学”,都称不上一门独立的医学科学,关于这一点在灵魂医学有关章节中将有相关点评。  总之,目前以中西医学为主的世界各种医学科学都存在不完整性的瑕疵,即都是以不完整的人为研究对象的医学科学,故不能解决目前存在于中西医学甚至人文社会科学史上一切疑难模糊问题,成为阻碍医学科学前进的羁绊。的确,要解决目前存在于中西医学甚至人文社会科学上一切疑难模糊问题,显然已完全超出了中西医学所涉及的范畴,我们必须跳出中西医学的理论框架,建立起一个新的医学理论体系-东方医学和西方医学(即西医)的融合形成现代系统医学。该体系所涉及的一切问题不管从广度上,还是从深度上,都应该远远超过现有的中西医学理论,并将现有中西医学理论纳入自己的理论框架范围之内。为了肩负起这一历史使命,原创人生、医学理论体系——灵魂医学soulmedicine应运而生,她不但从宏观上或战略上圆满解释并解决了存在于人类医学及人文社会科学史上的一切疑难模糊问题,而且还能够使人们得以启迪人生,不得不重新认识人类自身、不得不重新认识人类赖以生存的这个多维世界。医学化验医学定义(medicine),是处理人健康定义中人的生理处于良好状态相关问题的一种科学,以治疗预防生理疾病和提高人体生理机体健康为目的。狭义的医学只是疾病的治疗和机体有效功能的极限恢复,广义的医学还包括中国养生学和由此衍生的西方的营养学。现在世界上医学主要有西方微观西医学和东方宏观中医学两大系统体系。医学的科学性在与应用基础医学的理论不断完善和实践的验证,例如生化、生理、微生物学、解剖、病理学、药理学、统计学、流行病学,中医学及中医技能等,来治疗疾病与促进健康。虽然东西方由于思维方式的不同导致研究人体健康与外界联系及病理机制的宏观微观顺序不同,但在不远的将来中西医实践的丰富经验的积累和理论的形成必将诞生新的医学---------人类医学。  不同于现代医学,不同于传统中医,金水医学诞生了,金水医学是以驱除病理,恢复生理为主张的全新医学,走出了人类医学的误区,治疗疾病的特色鲜明,不论是任何疾病都能做到从危为安,由重到轻的恢复办法。金水医学认识到人体是生命体,生命体有自己的强大的生理自我愈合功能,帮助生命体恢复自主作用才是治疗疾病的根本。针对当今现代文明病,现代疑难病,现代慢性病,亚健康,一体多病,取得了巨大的成功,治疗法则为“胃肠洁,气血流,玄府开,营卫昌”人生命体运动符合自然节律,最终达到人体生理增强,消灭疾病的目的。编辑本段医学的分类  医学研究医学可分为现代医学(即通常说的西医学)和传统医学(包括中医学、藏医学、蒙医学等)多种医学体系。不同地区和民族都有相应的一些医学体系,宗旨和目的不相同。印度传统医学系统也被认为很发达。  研究领域大方向包括基础医学、临床医学、检验医学、预防医学、保健医学、康复医学等。  基础医学包括:医学生物数学,医学生物化学,医学生物物理学,人体解剖学,医学细胞生物学,人体生理学,人体组织学,人体胚胎学,医学遗传学,人体免疫学,医学寄生虫学,医学微生物学,医学病毒学,人体病理学,病理生理学,药理学,医学实验动物学,医学心理学,生物医学工程学,医学信息学,急救学,护病学,新中心法则。  临床医学包括:临床诊断学实验诊断学.影像诊断学+放射诊断学+超声诊断学+核医诊断学*临床治疗学职能治疗学化学治疗学生物治疗学血液治疗学组织器官治疗学饮食治疗学物理治疗学语言治疗学心理治疗学内科学外科学泌尿科学妇产科学儿科学老年医学眼科学耳鼻喉科学口腔医学传染病学皮肤医学神经医学精神病学肿瘤医学急诊医学麻醉学护理学家庭医学性医学临终关怀学康复医学保健医学听力学。编辑本段医学的起源  手术治疗中、西医学的起源大致相同。主要包括:①救护、求食的本能行为。如动物受伤会舐其伤口、遇热会避入水中,人与动物一样有着本能救护。人类的求食本能在寻找食物时,逐渐发现了葱、姜、蒜、粳米、薏米等虽为食物或调味品,却具有治病作用;②生活经验创造了医学。先古人类通过劳动制造出利器,从而产生了砭石、骨针等医疗器具,逐渐掌握了运用工具治疗疾病的经验。与此同时,人们发现活动肢体可以舒筋活络,强身健体,“导引术”、“五禽戏”的形成,也是古代人们积累生活经验后产生的保健养生观;③医、巫的合与分。由于原始人受制于智力尚未开化,对自然界的变化以及宇宙间的一切反常现象,心存恐惧,难以做科学、合理的解释,因而误以为有超自然的力量主宰其中。故巫、医合流曾是中、西医学共有的一段历史。在中医学的历史进程中,“祝由”术沿袭数千年,属于元明临床“十三”科之一,但以医学为目的的解剖可追溯到公元11年(西汉王莽新朝三年),是中国古老的实证医学萌芽。由于儒、释、道三教合流所形成的中国文化格局,“重道轻器”衍生出的务虚倾向,重体悟而疏实证,必然缺少逻辑推理,致使中国的实证医学成就在日后难以与西方医学同日而语。古埃及医师运用念咒、画符和草药治病,前二者就是巫医。西医在古希腊时期就开始医巫分家,亚里士多德曾详细描述了动物的内脏和器官,古希腊医学最高成就的代表人物希波克拉底将唯物主义哲学运用于医学之中,在《论圣病》中说:“被人们称为‘神圣的’疾病(指癫痫和一些精神患者),在我看来一点也不比其他病症更神、更圣,与其他任何疾病一样起源于自然的原因。只因这些病症状奇异,而人们对它们又一无所知,充满疑惑,故而将其原因和性质归之于神灵。”亚里士多德所创立的唯物主义医学体系,加快了医学科学化的进程;④轴心时代中、西医学的峰巅之作。雅斯贝而斯曾说:“如果历史有一个轴心,那么我们就必须将这轴心作为一系列对全部人类都有意义的事件,……发生于公元前800至200年间的这种精神历程似乎构成了这样一个轴心。……非凡的事件都集中发生在这个时期。……并且是独立地发生在中国、印度和西方”。这一阶段,是东、西方哲学、科学、文化发展的重要时期。此时诸子蜂起,儒家、墨家、道家、法家学派林立,形成了空前绝后的学术繁荣局面,对中华文化的发展起了奠基作用;处在古典希腊文明的开创时期,出现了德谟克利特、费底亚斯、阿基米德、苏格拉底等哲人和智者。在东、西方科学和文化昌明的大背景下,《黄帝内经》和《希波克拉底全集》代表着中、西两座医学的峰巅之作便自然而然的诞生了。《内经》的问世,标志着中医学已从简单的临床经验积累,升华到系统的理论总结。关于《希波克拉底全集》,意大利著名医史学家卡斯蒂格略尼认为:“是自然科学几乎没有萌芽的时代,在医术上具有先进性的最宝贵的代表文献。希波克拉底学派的医学虽然在解剖学、生理学、病理学的知识上有缺陷,虽然只是很少而粗略地研究过动物,但是它主要是建立在临床实验和哲学推理的基础上,终能使医学提高到难以超过的高度。这是历史上最有意义的现象之一,并可能是最重要的,因为它说明通过经验,实际观察和正确的推理,可以得到极有价值的宝贵材料,……他的确解决了医学历史上具有决定性倾向的开端。”比较《黄帝内经》和《希波克拉底全集》,二者的理论建构有诸多相似之处:废巫存医、整体观念、调节平衡、哲学思辩、临床实践。其中《黄帝内经》强调以五脏为中心的整体观,从外测内,可以不依赖解剖形态学而照样诊治疾病。其理论体系是自洽的,难以突破;《希波克拉底全集》虽然没有系统的解剖学和生理学等基础知识,但却强调具体的解剖结构,为医学的实证开了先河。这些差异为中、西医学的日后分向而行埋下了伏笔。本文档下载后可以修改编辑,欢迎下载收藏。1
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