計算生物學研究所2008年碩-博連讀研究生招生簡章

1、計算生物學研究所2008年碩-博連讀研究生招生簡章  中國科學院上海生命科學研究院計算生物學研究所（中國科學院馬普學會計算生物學伙伴研究所）（以下簡稱計算生物學研究所）是我國第一個計算生物學研究機構，由中國科學院與德國馬克斯普郎克學會（簡稱馬普學會）于2005年10月13日在上海生命科學研究院內合作共建。馬普學會是德國政府資助的全國性研究機構，也是德國最大的研究機構，成立于1948年2月，現(xiàn)有79個研究機構，人員1萬2千多人，主要從事自然科學、人文科學和社會科學的基礎研究。馬普學會在世界科學界享有很高的聲望。1954年以來，德國有30名諾貝爾獎獲得者，其中一半來自馬普學會。 

2、; 計算生物學是生物學的一個分支，根據(jù)美國國家衛(wèi)生研究院(NIH)的定義，它是理論與數(shù)據(jù)分析、數(shù)學建模和計算模擬在生物學、行為學、社會群體系統(tǒng)中的應用與研究。計算生物學是生物科學與數(shù)學和計算機科學等科學融合后產生的一門新興交叉學科。過去二十年，隨著人類基因組工程的實施和深入，生物學數(shù)據(jù)獲得前所未有的增加，數(shù)據(jù)的內容也從生理生化數(shù)據(jù)向遺傳、結構、功能及其相互關系等數(shù)據(jù)發(fā)展。同一時期，計算機微處理器芯片、半導體存儲器和系統(tǒng)軟件也在按照指數(shù)方式增長。如何有效利用組合學、統(tǒng)計學等數(shù)學方法和現(xiàn)代計算機的強大計算能力，從這些生物學數(shù)據(jù)中提取有用的知識、發(fā)現(xiàn)重大的科學規(guī)律，成為生物學家、數(shù)學家、計算機學家們

3、面臨的巨大挑戰(zhàn)，從而導致了計算生物學、生物信息學的產生和發(fā)展。生物信息學是對生物學中所得信息的采集、存貯、分析與可視化處理, 而計算生物學，如上文所述，是運用計算技術對生物學問題進行研究。21 世紀生命科學的一個戰(zhàn)略目標是獲取關于生命活動和過程的定量知識。這不僅是生命科學知識的深化和研究方法的轉變，而且將在短短幾年內影響到生物、醫(yī)學、農業(yè)及軍事眾多領域。計算生物學作為一個新興學科，已成為當今生命科學和數(shù)學科學、計算機科學最具活力的前沿和核心領域之一。近10年來，美國國家衛(wèi)生研究院、加州大學、斯坦福大學、德克薩斯大學、芝加哥大學、威斯康星大學等機構均成立了計算生物學中心，德國、法國、澳大利亞、意

4、大利、新加坡等國也紛紛建立了計算生物學研究機構。同一時期，國內也有眾多高校和研究所開始進行計算生物學領域的研究工作。我所目前設有三個實驗室：組合數(shù)學與幾何學實驗室、計算基因組學實驗室和調控基因組學實驗室。組合數(shù)學與幾何學實驗室的研究領域包括：拓樸蛋白質組學；計算生物學中的組合學與幾何學方法；組合學在系統(tǒng)發(fā)生學中的應用；計算植物學；分子進化；計算生物物理學；生物數(shù)據(jù)挖掘；數(shù)據(jù)可視化圖像處理；自動推理技術等。計算基因組學實驗室的研究領域包括：群體遺傳結構研究；人類復雜遺傳疾病研究；生物網絡重組研究；新陳代謝通道及控制模型研究；比較生物學；功能基因組學等。調控基因組學實驗室目前正在建設中。 

5、;我所擁有一支來自世界各地的導師隊伍。他們學術造詣深厚、專業(yè)背景多元化，充分體現(xiàn)了我所多學科交叉研究的特點。他們曾在Nature、Science、PNAS等學術刊物發(fā)表論文多篇。目前在崗導師11名.導師的詳細情況請看本所網頁“研究生教育”中的導師簡介我所成立的宗旨之一是開展廣泛的國內國際學術交流，成為中國與國際計算生物學界進行高層次學術交流的窗口和基地。成立一年多來，我所已成功主辦了四次涉及計算生物學和進化生物學等領域的高水平、高質量的國際學術研討會和生物數(shù)學、結構生物學、系統(tǒng)基因組學和計算神經學等一系列國際培訓課程。在與國內外合作方面，我所與國內外多所大學及研究機構建立了合作關系。與德國的比

6、勒費爾德大學、萊比錫大學、英國的東英格蘭大學，美國的斯坦福大學、加里福尼亞大學、賓夕法尼亞大學，新西蘭的艾倫威爾森分子生態(tài)和進化中心，土耳其的中東技術大學建立了良好的合作關系。國內方面，我所與上海巴斯德研究所、南開大學、復旦大學、上海交通大學等院校已開展了眾多學術交流活動，并將進一步建立合作關系。我所已構建一個一流的科學計算支撐平臺，擁有一套包含200多常用生物運算軟件的生物集群系統(tǒng)，其中包括mpiBLAST, EMBOSS 和HMMER，能夠根據(jù)用戶的定義,隨時擴充和更新最新的基因數(shù)據(jù)庫。同時我們的生物集群系統(tǒng)擁有18個蘋果Xserver G5 運行節(jié)點, 該服務器擁有完善的64位G5中央處

7、理器, 能更好地支持雙精度浮點運算和向量加速運算. 此外,我們還通過組建SAN 存儲,構造了千兆級海量存儲單位.   計算生物學研究所是一個有著美好的發(fā)展前景和廣闊的發(fā)展空間的新興科研機構，歡迎有志于從事計算生物學研究的廣大學生踴躍報考。聯(lián)系方式： 地址：上海市徐匯區(qū)岳陽路320號計算生物學研究所郵編：200031 聯(lián)系人：李淑琴電話：021-5492-0453 傳真：021-5492-0451Email: sqli計算生物學研究所招生專業(yè)目錄 專業(yè)代碼、名稱及研究方向招生人數(shù) 16考 試 科 目 備 注 071021生物信息學01拓

8、樸蛋白質組學02 計算生物中的組合學與幾何學方法03 組合學在系統(tǒng)發(fā)生學中的應用04計算植物學05 分子進化06計算生物物理學 07 生物數(shù)據(jù)挖掘08 數(shù)據(jù)可視化圖像處理09自動推理技術  1. 政治2. 英語 3. 數(shù)學分析      生物化學與分子生物學   （二選一）4. 高等代數(shù)   細胞生物學   程序設計（數(shù)據(jù)結構與算法語 言）（三選一）  碩-博連讀研究生     招收數(shù)學、生物學、計算機、統(tǒng)

9、計學、物理學和化學等專業(yè)學生   071007 遺傳學01群體遺傳結構研究02人類復雜遺傳疾病研究03生物網絡重組研究04新陳代謝通道及控制模型研究05 比較生物學06 功能基因組學  1. 政治2. 英語3. 生物化學與分子生物學       數(shù)學（一）   （二選一）4. 細胞生物學程序設計（數(shù)據(jù)結構與算法語言）普通物理（乙）（三選一）  碩- 博連讀研究生  招收生物學、數(shù)學、計算機、統(tǒng)計學、物理學和化學等專業(yè)學生  &

10、#160;參考書考試科目參考書名出版社編者301數(shù)學（一）大學本科通用教材790生物化學與分子生物學(生化細胞所命題)生物化學第三版上冊、下冊高等教育王鏡巖、朱圣庚、徐長法現(xiàn)代遺傳學面向21世紀課程教材高等教育趙壽元、喬守怡890細胞生物學(生化細胞所命題)細胞生物學第二版北師大汪堃仁、薛紹白、柳惠圖細胞生物學面向21世紀課程教材高等教育翟中和，王喜忠，丁明孝高等代數(shù)(中科院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院命題) 高等代數(shù)高等教育1988.北京大學編線性代數(shù)人民教育1988.復旦大學蔣爾雄等編高等代數(shù)高等教育 1997.張禾瑞，郝鈵新710數(shù)學分析 (中科院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院命題)數(shù)學分析高等教育陳紀修

11、等常微分方程上?？萍冀鸶ＥR等復變函數(shù)論復旦大學張錦豪等實變函數(shù)與泛函分析（上冊)高等教育夏道行等803程序設計(中科院沈陽計算技術研究所命題)數(shù)據(jù)結構（C語言版）清華大學嚴蔚敏、吳偉民C程序設計清華大學譚浩強普通物理（乙）（中科院研究生院命題） 全國重點大學工科類普通物理教材（請看后附普通物理（乙）考試大綱）碩士研究生入學考試數(shù)學分析考試大綱 本考試大綱適用于中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院各研究所基礎數(shù)學、應用數(shù)學、計算數(shù)學和系統(tǒng)科學等學科各專業(yè)碩士生入學考試。數(shù)學分析是一門具有公共性質的重要的數(shù)學基礎課程，由分析基礎、一元微分學和積分學、級數(shù)、多元微分學和積分學等部分組成。要求考生能準確理解

12、基本概念，熟練掌握各種運算和基本的計算、論證技巧，具有綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。一、考試內容（一）分析基礎1 實數(shù)概念、確界2 函數(shù)概念3 序列極限與函數(shù)極限4 無窮大與無窮小5 上極限與下極限6 連續(xù)概念及基本性質，一致連續(xù)性7 收斂原理（二）一元微分學1 導數(shù)概念及幾何意義2 求導公式求導法則3 高階導數(shù)4 微分5 微分中值定理6 LHospital法則7 Taylor公式8 應用導數(shù)研究函數(shù)（三）一元積分學1 不定積分法與可積函數(shù)類2 定積分的概念、性質與計算3 定積分的應用4 廣義積分（四）級數(shù)1 數(shù)項級數(shù)的斂散判別與性質2 函數(shù)項級數(shù)與一致收斂性3 冪級數(shù)4 Fourie

13、r級數(shù)（五）多元微分學1 歐氏空間2 多元函數(shù)的極限3 多元連續(xù)函數(shù)4 偏導數(shù)與微分5 隱函數(shù)定理6 Taylor公式7 多元微分學的幾何應用8 多元函數(shù)的極值（六）多元積分學1 重積分的概念與性質2 重積分的計算3 二重、三重廣義積分4 含參變量的正常積分和廣義積分5 曲線積分與Green公式6 曲面積分7 Gauss公式、Stokes公式及線積分與路徑無關8 場論初步二、考試要求（一）分析基礎1 了解實數(shù)公理，理解上確界和下確界的意義。掌握絕對值不等式及平均值不等式。2 熟練掌握函數(shù)概念（如定義域、值域、反函數(shù)等）。3 掌握序列極限的意義、性質（特別，單調序列的極限存在性定理）和運算法則，

14、熟練掌握求序列極限的方法。4 掌握函數(shù)極限的意義、性質和運算法則（自變量趨于有限數(shù)和趨于無限兩種情形），熟練掌握求函數(shù)極限的方法，了解廣義極限和單側極限的意義。5 熟練掌握求序列極限和函數(shù)極限的常用方法（如初等變形、變量代換、兩邊夾法則等），掌握由遞推公式給出的序列求極限的基本技巧，以及應用Stolz公式求序列極限的方法。6 理解無窮大量和無窮小量的意義，了解同階和高（低）階無窮大（小）量的意義。7 了解上極限和下極限的意義和性質。8 熟練掌握函數(shù)在一點及在一個區(qū)間上連續(xù)的概念，理解函數(shù)兩類間斷點的意義，掌握初等函數(shù)的連續(xù)性，理解區(qū)間套定理和介值定理。理解一致連續(xù)和不一致連續(xù)的概念。9 掌握序

15、列收斂的充分必要條件及函數(shù)極限（當自變量趨于有限數(shù)及趨于無窮兩種情形）存在的充分必要條件。（二）一元微分學1 掌握導數(shù)的概念和幾何意義，了解單側導數(shù)的意義，解依據(jù)定義求函 數(shù)在給定點的導數(shù)。2 解應用求導公式和法則熟練計算函數(shù)導數(shù)（包括用參數(shù)式給出的函數(shù)的導數(shù)）、隱函數(shù)的導數(shù)以及函數(shù)的高階導數(shù)。3 理解函數(shù)微分的概念和函數(shù)可微的充分必要條件，了解一階微分的不變性，能利用微分作近似計算。4 理解并掌握微分中值定理（Rolle定理，Lagrange定理和Cauchy中值定理），并能應用它們解決函數(shù)零點存在性及不等式證明等問題。5 熟練掌握應用LHospital法則求函數(shù)極限的方法。6 理解Tayl

16、or公式（Lagrange余項和Peano余項）的意義，并熟記五個基本公式（在x=0點的帶有Peano余項的Taylor公式），能將給定函數(shù)在指定點展成Taylor級數(shù)，掌握應用Taylor公式解決不等式證明、求函數(shù)極限等問題的基本技巧。7 熟練掌握應用導數(shù)判斷函數(shù)升降、凹凸性以及畫出函數(shù)圖像的方法，以及求一元函數(shù)極值和最值的方法。（三）一元積分學1 理解不定積分概念和基本性質，熟記基本積分表，理解并掌握換元法和分部積分法的意義和方法，解應用他們熟練計算不復雜的不定積分。2 了解可積分函數(shù)類的意義及其積分法，熟練掌握有理函數(shù)、三角函數(shù)有理式及簡單的根式的有理式的積分方法。3 理解定積分的概念，

17、掌握定積分的基本性質及函數(shù)在有限區(qū)間上可積的充分必要條件，熟練掌握定積分的計算方法。了解變限定積分的性質，掌握積分中值定理。4 熟練應用定積分計算平面曲線弧長、平面圖形面積、立體體積、旋轉曲面表面積，并解應用于求均勻平面圖形重心坐標等簡單物理、力學問題。5 理解廣義積分及其收斂、絕對收斂和發(fā)散的意義，掌握廣義積分收斂的判定法則。（四）級數(shù)1 掌握數(shù)項級數(shù)收斂、發(fā)散和絕對收斂的概念、級數(shù)收斂的充分必要條件（Cauchy準則），收斂和絕對收斂級數(shù)的性質以及級數(shù)加法和乘法的運算法則。2 熟練掌握正項級數(shù)斂散判別法（比較判別法、DAlembert判別法、Cauchy根式判別法以及Cauchy積分判別法

18、），掌握一般項級數(shù)斂散判別方法。能計算一些特殊數(shù)項級數(shù)的和。3 理解函數(shù)項級數(shù)收斂的意義并能確定其收斂域。理解函數(shù)序列一致收斂以及函數(shù)項級數(shù)一致收斂的意義，掌握函數(shù)項級數(shù)一致收斂的判別法則（Cauchy一致收斂準則，Weierstrass判別法，Abel判別法，Dirichlet判別法）及一致收斂級數(shù)的性質。4 理解冪級數(shù)的概念并能確定其收斂半徑。掌握冪級數(shù)的基本性質和運算法則，熟記五個基本冪級數(shù)展開式（）。能求出給定函數(shù)在指定點的冪級數(shù)展開式及應用冪級數(shù)運算求一些級數(shù)的和。5 理解函數(shù)Fourier展開式的意義，掌握求Fourier展開式的基本方法。了解Fourier級數(shù)的收斂性定理、逐項積

19、分和逐項求導定理以及Parseval等式，并能應用Fourier級數(shù)求某些級數(shù)的和（例如）。（五）多元微分學1 理解歐氏空間的概念及歐氏空間中向量的內積與模、開集與閉集、開區(qū)域與閉區(qū)域的意義，了解完備性定理及緊性定理。2 理解多元函數(shù)的概念。掌握多元函數(shù)的全面極限、累次極限和特殊路徑極限的意義，并能根據(jù)定義計算多元函數(shù)極限，或證明二元極限不存在，能計算多元函數(shù)的全面極限和累次極限。3 理解多元連續(xù)函數(shù)的概念，掌握其性質，并能判斷多元函數(shù)的連續(xù)性。了解多元函數(shù)的一致連續(xù)性。4 理解偏導數(shù)的概念，掌握其計算法則，能熟練計算函數(shù)的偏導數(shù)和復合函數(shù)的導函數(shù)，能計算函數(shù)在給定方向上的導函數(shù)。5 理解多元

20、函數(shù)的微分的概念，并能判斷函數(shù)的可微性。6 理解隱函數(shù)存在定理和反函數(shù)存在定理，熟練掌握隱函數(shù)的微分法。7 理解Taylor公式的意義，并能求出二元函數(shù)的具有指定階數(shù)的Taylor公式。8 能應用偏導數(shù)求空間曲線的切線、法平面及空間曲面的法線和切平面的方程。9 理解多元函數(shù)的極限和最值的意義、極值的必要條件和充分條件，掌握求多元函數(shù)極值、條件極值及在閉區(qū)域上的最值的方法，并用于解決實際問題。（六）多元積分學1 理解重積分的概念、科技的充分必要條件及重積分的性質。2 掌握二重積分和三重積分化累次積分的方法以及二重、三重積分的變量代換方法（特別，平面極坐標變換，空間柱坐標和球坐標變換），能熟練計算

21、二重和三重積分，并用于計算平面圖形面積、柱體體積、曲面面積及曲面所圍的立體體積。了解n重（n>3）積分的計算方法（化為累次積分及變量代換）。3 了解二重、三重廣義積分的意義（無界域情形和不連續(xù)函數(shù)情形），掌握它們的基本判斂法和基本計算方法。4 了解含參變量的正常積分的基本性質（連續(xù)性，積分號下取極限、求導和求積分），了解含參變量的廣義積分一致收斂性的意義及其基本性質（連續(xù)性，積分號下取極限、求導及求積分），掌握其一致收斂判別法，了解和函數(shù)。5 理解第一型和第二型曲線積分的意義、性質、實際背景及二者的聯(lián)系，能熟練計算曲線積分。6 理解并掌握Green公式的意義，并能應用它計算曲線積分。7

22、理解第一型和第二型曲面積分的意義、性質、實際背景及二者的聯(lián)系，能熟練計算曲面積分。8 理解并掌握Gauss公式和Stokes公式的意義，并能用于曲面積分或曲線積分的計算。了解空間曲線積分與路徑無關的充分必要條件及其對曲線積分計算的應用。9 了解場的概念和保守場的意義，能計算場的梯度、散度和旋度。三、參考書目現(xiàn)行（公開發(fā)行）綜合性大學（師范大學）數(shù)學系用數(shù)學分析教程。碩士研究生入學考試高等代數(shù)考試大綱 此高等代數(shù)考試大綱適用于中國科學院研究生院數(shù)學學科所有專業(yè)的碩士研究生入學考試。高等代數(shù)是正規(guī)大學數(shù)學系本科學生的最基本課程之一，也是大多數(shù)理工科專業(yè)學生的必修基礎課。它的主要內容包括多項式、行列

23、式和線性方程組、矩陣及其標準形、特征值和特征向量、線性變換和矩陣范數(shù)。要求考生熟悉基本概念、掌握基本定理、有較強的運算能力和綜合分析解決問題能力。、考試內容（一） 多項式1 一元多項式的因式、帶余除法公式及互素的概念及判別；2 復根存在定理；3 根與系數(shù)關系；4 Sturm定理。（二） 行列式和方程組1 行列式的置換、對換、置換奇偶性；2 行列式的定義，基本性質及計算；3 Vandermonde行列式；4 行列式的代數(shù)余子式、Cramer法則。（三） 矩陣1 矩陣基本運算、分塊矩陣運算；2 初等矩陣、初等變換和矩陣的秩；3 矩陣的逆、伴隨陣、線性方程組的矩陣形式；4 行列式乘積定理；5 矩陣和

24、轉置、Hermite共軛；6 對角陣、三角陣、三對角陣；7 矩陣的跡、方陣多項式；8 廣義逆矩陣。（四） 線性方程組求解1 線性方程組有解的充分必要條件；2Gauss消元法；3三角分解。（五） 線性空間和線性變換；1 向量的線性相關和線性無關；2 線性空間的定義及性質；3 向量組的秩、線性空間的基及坐標；4 線性變換的矩陣表示；5 矩陣相似；6 不變子空間；7 子空間的直接和、維數(shù)公式；8 線性空間的同構。（六） 特征值和特征向量1 特征值和特征多項式；2 特征向量、特征子空間、度數(shù)和重數(shù)；3 非虧損矩陣的完全特征向量系和譜分解；4 特征值估計的圓盤定理；5 三對角矩陣的特征值與Sturm定理

25、。（七） 內積空間和等積變換1 Euclid空間的標準正交基，施密特（Schmidt）正交化；2 Gram行列式；3 正交變換及其矩陣表示；4 初等旋轉和鏡像變換；5 QR分解；6 酉空間和酉變換；7 正交相似變換和酉相似變換；8 向量到子空間的距離、最小二乘。（八） 二次型和對稱矩陣1 二次型及其標準形、慣性定理；2 實對稱矩陣正定的充分必要條件；3 Rayleign商；4 極大極小原理、極小極大原理；5 正定矩陣的開方和Cholesky分解；6 Hermite型和Hermite矩陣；7 正規(guī)矩陣。（九） Jordan標準形1 向量的最小化零多項式；2 線性變換及矩陣的最小多項式；3 矩陣的

26、Jordan標準形及其唯一性；4 初等因子和不變因子；5 矩陣函數(shù)。（十） 極限和范數(shù)1 向量和矩陣的極限；2 向量范數(shù)和范數(shù)等價定理；3 相容范數(shù)和從屬范數(shù)；4 矩陣依范數(shù)的收斂性。（十一） Sturm定理及其應用二、 掌握重點（一） 行列式乘積定理及其應用（二） 分塊矩陣運算及其應用（三） 矩陣三角分解及其應用（四） 矩陣的秩及其應用（五） 線性空間的概念及性質（六） 線性變換下的不變子空間及其矩陣表示（七） 圓盤定理與特征值估計（八） 二次型的標準形（九） 實對稱矩陣及其性質（十） 矩陣Jordan標準型的計算及其應用（十一） 矩陣范數(shù)與矩陣收斂三、 參考書目1 北京大學編高等代數(shù)，高等

27、教育出版社，1988.2 復旦大學蔣爾雄等編線性代數(shù)，人民教育出版社，1988.3 張禾瑞，郝鈵新，高等代數(shù)，高等教育出版社， 1997.中科院研究生院碩士研究生入學考試普通物理（乙）考試大綱一 考試內容： 大學工科類專業(yè)的大學物理或普通物理課程的基本內容，包含力學、電學、光學、原子物理、熱學等。二 考試要求：(一) 力學1. 質點運動學:熟練掌握和靈活運用：矢徑；參考系；運動方程；瞬時速度；瞬時加速度；切向加速度；法向加速度；圓周運動；運動的相對性。2質點動力學:熟練掌握和靈活運用：慣性參照系；牛頓運動定律；功；功率；質點的動能；彈性勢能；重力勢能；保守力；功能原理；機械能守恒與轉化定律；動

28、量、沖量、動量定理；動量守恒定律。3剛體的轉動:熟練掌握和靈活運用：角速度矢量；質心；轉動慣量；轉動動能；轉動定律；力矩；力矩的功；定軸轉動中的轉動動能定律；角動量和沖量矩；角動量定理；角動量守恒定律。 4簡諧振動和波:熟練掌握和靈活運用：運動學特征（位移、速度、加速度，簡諧振動過程中的振幅、角頻率、頻率、位相、初位相、相位差、同相和反相）；動力學分析；振動方程；旋轉矢量表示法；諧振動的能量；諧振動的合成；波的產生與傳播；波的能量、能流密度；波的疊加與干涉；駐波；多普勒效應。5狹義相對論基礎:理解并掌握：伽利略變換；經典力學的時空觀；狹義相對論的相對性原理；光速不變原理；洛侖茲變換；同時性的相對性；狹義相對論的時空觀；狹義相對論的動力學基礎。(二) 電磁學1. 靜電場：熟練掌握和靈活運用：庫侖定律，靜電場的電場強度及電勢，場強與電勢的疊加原理。理解并掌握：高斯定理，環(huán)路定理，靜電場中導體及電介質問題，電容、靜電場能量。了解：電磁學單位制,基本實驗。2. 穩(wěn)恒電流的磁場：熟練掌握和靈活運用：磁感應強度矢量，磁場的疊加原理，畢奧薩伐爾定律及應用，磁場的高斯定理、安培環(huán)路定理及應用。理解并掌握：磁場對載流導體的作用，安培定律。運動電荷的磁場、洛侖茲力。了解：磁介質, 介質的磁化問題, 電