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306;生物学研究需要对大量的样本进行分析计算或统计,这就为为高性能计算提供了一个大的应用领域.生物学研究中的计算面临巨大的计算量与海量的数据,如：利用分子动力学模拟一个蛋白质的折叠就需要一个巨型机几个星期的运算.这给高性能计算、并行计算和网格计算提出了挑战.

（7）专家系统：专家系统（exepertsystem）是一种基于知识的智能系统,它将领域专家的知识用知识表现的方法表示出来,并放入知识库中,供推理机使用.专家系统利用知识和推理机解决那些需要特殊的、重要的人类专家知识才能解决的复杂问题.一般的专家系统是由六大部份：知识库、数据库、知识获取部份、推理机、解释机构和使用界面组成的.知识库中的知识也可以分成事实性知识和启发性知识两大类.生物学研究中已经有了不少的专家系统.

（8）计算机图形学：众所周知,DNA序列是两条碱基互补的脱氧核糖核酸形成的双螺旋结构.一般认为,它们可以用一条序列来进行表示.根据文献按照某种规则,人们可以把DNA序列转换为一条z型曲线,该z曲线与所表示的DNA序列的关系是一一对应的,即：一个特定的DNA序列,有唯一的一条z型曲线与它对应；反之,对任意一条给定的z曲线,可找到唯一的一个DNA序列与之对应.也就是说,z曲线包含了DNA序列的全部信息.z曲线是与符号DNA等价的另一种表示形式.这样就可将复杂的DNA序列转换为一条空间中的曲线.对z曲线曲率和挠率的计算和分析,可用于识别DNA序列的不同的功能区等.DNA序列的几何学研究是建立在计算机图形学的基础上的,对DNA序列几何学的研究必将为计算机图形学的研究提出一些新的课题.

三计算机在生物学中的应用研究展望

虽然计算机在生物学应用中取得了不小的成果,但还有许多的问题摆在人们面前.目前计算机在生物学研究中的应用面临着许多的挑战：

（1）需要建立交互性好的生物学应用软件,生物学数据库及相关的数据挖掘技术.现有的生物学软件种类繁多,功能也不尽相同,但是,大部份软件都要求用户有较强的计算机基础,甚至还有一些软件是基于linux或windws控制台的,起特殊的命令语法不是一般的科研人员所能掌握的.而且,有些软件的源代码不是公开的,特定用户就不能根据自己的需要对程序进行修改,进而适应自己研究的需求.寻求一种好的方法来开发出交互性好、操作方便而功能强大的生物学研究软件是今后一个重要的目标.

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（２）需要能提示大规模数据集合中不同组分之间关系的统计分析方法及优化算法.在生物学研究中,获取所得的实验数据往往可以根据其数据特征的不同分成若干组分,这些组分之间的关系是怎样的?如何在实验数据中确定分组的标准?如何用更快的算法更有效率的确定数据的分组标准等等都让科研人员十分困惑.例如：不同物种间可能包含了同源或非同源的数据基因,而不同基因可能在ＤＮＡ或蛋白质序列上具有较高的异质性.因而,在基因组水平上比较不同物种或不同基因之间的相似性,有助于揭示整个基因组进化与物种进化的规律.

（３）需要开发适合于微阵列和基因芯片等新技术的数据分析工具.微点阵杂交中涉及上万个寡核苷酸,并依杂交信号强弱、探针位置和序列确定靶ＤＮＡ的表达及多态性等.目前,迫切需要提高检测的自动化程度和数据的并行处理能力.

四小结

综上所述,尽管福建省的计算机在生物学研究的应用学科目前发展还比较滞后,但只要能够抓住计算机在生物学科发展的契机,整合各方面的优势,进行协作式的研究,就能够更好地促进该学科的发展.

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计算机在生物学中的应用报告参考属性评定
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