Optional Course Bioelectronics 生物电子学 (For Undergraduate Students in the Department of Electronic Engineering) Instructor:Dr. Tianshuang Qiu(邱天爽) School of the Electronic and Information Engineering Fallof 2004
Optional Course Bioelectronics 生物电子学 (For Undergraduate Students in the Department of Electronic Engineering) Instructor: Dr. Tianshuang Qiu（邱天爽） School of the Electronic and Information Engineering Fall of 2004
Syllabus 目标 生物(医学)电子学是研究生命物质世界运动规律的新兴交叉学科。本 课程是生物电子学的导论性课程。要求学生掌握生物信息及其获取的基 本方法,掌握生物信号的放大和模拟、数字处理技术,掌握生物信息遥 测的基本原理和方法,了解常用的现代生物医学影像设备 ●主要内容 本课程为电子工程系各专业本科生(大四上学期)的选修课。计32学时 生物(医学)电子学的概况; 生物(医学)信息及其获取; 生物(医学)信号的放大与预处理 生物(医学)信号的数字处理; 现代生物医学影像设备
2 Syllabus ⚫ 目标 – 生物（医学）电子学是研究生命物质世界运动规律的新兴交叉学科。本 课程是生物电子学的导论性课程。要求学生掌握生物信息及其获取的基 本方法，掌握生物信号的放大和模拟、数字处理技术，掌握生物信息遥 测的基本原理和方法，了解常用的现代生物医学影像设备。 ⚫ 主要内容 – 本课程为电子工程系各专业本科生（大四上学期）的选修课。计32学时。 ⚫ 生物（医学）电子学的概况 ; ⚫ 生物（医学）信息及其获取 ; ⚫ 生物（医学）信号的放大与预处理 ; ⚫ 生物（医学）信号的数字处理； ⚫ 现代生物医学影像设备
Syllabus( Contd) ●教材及参考书 Ei: Your own course notes are the most valuable sources of information 参考教标蔡建新,张唯真,生物医学电子学,北京大学出版社 1997年 参考书庄天戈,计算机在生物医学中的应用,科学出版社,2000年 wJ. Tompkins,生物医学数字信号处理,华中科大出版社,2001年 康晓东,计算机在医疗方面的最新应用,电子工业出版社,199年 彭承林,生物医学传感器原理及应用,高等教育出版社,2000年 ●上课时间与地点 Section 5-6 on Tuesday and Friday(Week 4-19 )at E-259
3 Syllabus（Cont’d） ⚫ 教材及参考书 – 笔记 : Your own course notes are the most valuable sources of information. – 参考教材:蔡建新，张唯真，生物医学电子学，北京大学出版社， 1997年. – 参考书:庄天戈，计算机在生物医学中的应用，科学出版社，2000年. – W.J.Tompkins，生物医学数字信号处理，华中科大出版社，2001年. – 康晓东，计算机在医疗方面的最新应用，电子工业出版社，1999年 – 彭承林，生物医学传感器原理及应用，高等教育出版社，2000年. ⚫ 上课时间与地点 – Section 5-6 on Tuesday and Friday (Week 4-19) at 综合-259
Syllabus( Contd) ●成绩评估方法 Homework and Quizzes: 10% Attendance:10%0 Final Exam and/or project: 80% 其它 You are encouraged to discuss homework assignments with your classmates, but all work done on the exams must be your own. The penalty for cheating on an exam will be a score of zero on the exam, and a failing grade in the course Missing three or more lectures without a valid reason acceptable to the instructor may result in a failing grade for the course
4 Syllabus（Cont’d） ⚫ 成绩评估方法 – Homework and Quizzes: 10% – Attendance: 10% – Final Exam and/or Project: 80% ⚫ 其它 – You are encouraged to discuss homework assignments with your classmates, but all work done on the exams must be your own. The penalty for cheating on an exam will be a score of zero on the exam, and a failing grade in the course. Missing three or more lectures without a valid reason acceptable to the instructor may result in a failing grade for the course
The Latest Development of Modern Science and Technology o The information and communication technology is still brilliant(信息通信技术辉煌依旧) o The modern biological technology is splendid without limitation(现代生物技术风光无限) o The energy technology is weeding through the old to bring forth the new(能源技术推陈出新) o The new material technology is changing with each passing day(新材料技术日新月异) ● The space technology is climbing one story higher(空间 技术更上一层楼)
5 The Latest Development of Modern Science and Technology ⚫ The information and communication technology is still brilliant (信息通信技术 辉煌依旧) ⚫ The modern biological technology is splendid without limitation (现代生物技术 风光无限) ⚫ The energy technology is weeding through the old to bring forth the new (能源技术 推陈出新) ⚫ The new material technology is changing with each passing day (新材料技术 日新月异) ⚫ The space technology is climbing one story higher (空间 技术 更上一层楼)
信息通信技术辉煌依旧(1) ● Network and Optical Fiber Communications(网 络与光纤通信技术) 无线通信的历史:1901年12月12日,意大利工程师马可尼首 次实现跨越大西洋的无线电通信。容量:几bs(bps) 100年后的今天,骨干光纤传输的容量:>10Gbps 网络通信的广泛应用 电子商务,电子政务,网上医疗,网上教学, 网络成为现代生活的重要媒体 全世界有4.14亿人经常上网。 技术发展:窄带→宽带;有线→无线;固定→移动 最后1km和接入问题:ISDN,ADSL, Cable modem,光纤 瓶颈:光电转换。最终有可能导致光学信息处理技术代替电 子信息处理技术
6 信息通信技术 辉煌依旧（1） ⚫ Network and Optical Fiber Communications (网 络与光纤通信技术) – 无线通信的历史：1901年12月12日，意大利工程师马可尼首 次实现跨越大西洋的无线电通信。容量：几bit/s（bps）。 – 100年后的今天，骨干光纤传输的容量：>10Gbps。 – 网络通信的广泛应用： ⚫ 电子商务，电子政务，网上医疗，网上教学，…。 ⚫ 网络成为现代生活的重要媒体。 ⚫ 全世界有4.14亿人经常上网。 – 技术发展：窄带→宽带；有线→无线；固定→移动 – 最后1km和接入问题：ISDN，ADSL，Cable Modem，光纤 – 瓶颈：光电转换。最终有可能导致光学信息处理技术代替电 子信息处理技术
Mobile communications(移动通信) ●第一代 模拟的 ●第二代 数字的 ●第三代 无线与互联网等多媒体通信相结合 ●第四代 100MB,动画、音乐等 ●第五代 多媒体,3D会议,3D游戏
7 Mobile Communications（移动通信） ⚫ 第一代 – 模拟的 ⚫ 第二代 – 数字的 ⚫ 第三代 – 无线与互联网等多媒体通信相结合 ⚫ 第四代 – 100MB，动画、音乐等 ⚫ 第五代 – 多媒体，3D会议，3D游戏
10 problems faced by the internet 身份识别 保护知识产权: 保护个人隐私 新一代网络通信协议; 新一代互联网技术 无线上网技术 传统电话线路与网络融合技术 更有效的网络视频传输技术 垃圾邮件的过滤技术 网络安全技术
8 10 problems faced by the internet – 身份识别 – 保护知识产权; – 保护个人隐私; – 新一代网络通信协议; – 新一代互联网技术; – 无线上网技术; – 传统电话线路与网络融合技术; – 更有效的网络视频传输技术; – 垃圾邮件的过滤技术; – 网络安全技术
网络交换系统和CDMA系统示意图 m Acc
9 网络交换系统和CDMA系统示意图 ⚫
信息通信技术辉煌依旧(2) ●计算机技术 2001年出现了分子电路 ●由晶体管、开关、导线等构成分子电路,可以进行计算 《科学》杂志将其列为年度十大科技进展的榜首; 。意义:最终将导致运算速度最快的计算机的诞生目前的 运算速度:12万亿次/秒,国产的4千亿次/秒) 2001年出现了生物计算机 ●由DNA分子(软件)和酶分子(硬件)构成 ●尺寸:1万亿个这样的生物计算机只有一滴水那么大 ●运算能力惊人
10 信息通信技术 辉煌依旧（2） ⚫ 计算机技术 – 2001年出现了分子电路 ⚫ 由晶体管、开关、导线等构成分子电路，可以进行计算； ⚫ 《科学》杂志将其列为年度十大科技进展的榜首； ⚫ 意义：最终将导致运算速度最快的计算机的诞生（目前的 运算速度：12万亿次/秒，国产的4千亿次/秒）。 – 2001年出现了生物计算机 ⚫ 由DNA分子（软件）和酶分子（硬件）构成 ⚫ 尺寸：1万亿个这样的生物计算机只有一滴水那么大 ⚫ 运算能力惊人