淺談藥學(xué)與計算機科學(xué)的交叉融合

目錄/提綱：……
一、引子
二、計算機科學(xué)簡介
三、計算分析在藥學(xué)中的應(yīng)用
四、數(shù)據(jù)庫技術(shù)在藥學(xué)中的應(yīng)用
五、Internet對藥學(xué)的新影響
六、總結(jié)與展望
七、參考文獻
……
淺談藥學(xué)與計算機科學(xué)的交叉融合
一、引子
上個世紀七十年代，從數(shù)學(xué)、物理、電子工程等多門學(xué)科中脫胎而出的計算機科學(xué)悄然興起。在短短的幾十年之間，計算機科學(xué)給這個世界帶來了太多的變化，甚至顛覆了人們對一些問題的原有看法。隨著這門學(xué)科的發(fā)展，越來越多的學(xué)科與產(chǎn)業(yè)將它作為一個有力的工具應(yīng)用于自身的發(fā)展。藥學(xué)作為融合各個基礎(chǔ)學(xué)科來研究藥物，富有高新技術(shù)含量的一門科學(xué)，也與計算機科學(xué)相結(jié)合，衍生出許多成熟的應(yīng)用。

二、計算機科學(xué)簡介
計算機科學(xué)研究的對象是通過計算機進行計算以及數(shù)據(jù)處理，包括軟件和硬件兩個方面。具體來講,它涵蓋的鄰域從抽象的算法分析和形式文法，到具體的程序設(shè)計語言、軟件工程和計算機硬件。[1]以下“計算機技術(shù)”一詞作“計算機科學(xué)”的同義詞解，本文并不區(qū)分兩個詞之間的語義區(qū)別。

三、計算分析在藥學(xué)中的應(yīng)用
先從計算機設(shè)計之初最本原的功能——計算出發(fā)。作為具有強大性能的計算機，在對數(shù)據(jù)的處理方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。上個世紀七十年代是計算機科學(xué)興起
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藥物研發(fā)的重要性毋容置疑。設(shè)計實驗方案時需要滿足隨機雙盲對照原則，對于藥劑、受試人員的分配如果使用傳統(tǒng)的人工方法，費時費力，還容易造成錯誤；在實驗過程中，則有著大量的數(shù)據(jù)需要測定，也需要投入大量的精力和時間；在實驗后還需要計算統(tǒng)計出實驗的結(jié)果，并根據(jù)這些結(jié)果及時地調(diào)整實驗方案，實現(xiàn)下一步的實驗計劃——總的來說，這些都是大量重復(fù)勞動——讓實驗人員的大量時間精力消耗在這之上，是無奈之舉。恰好處理大量重復(fù)的計算是計算機的長處，計算機可以提供強大的自動化工具來安排實驗進程、收集數(shù)據(jù)，之后再用前述的分析工具得出統(tǒng)計結(jié)果，從而提高了實驗效率，也解放了實驗人員的時間和精力。

四、數(shù)據(jù)庫技術(shù)在藥學(xué)中的應(yīng)用
不難看到數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)在于海量的數(shù)據(jù)。從廣義上說，藥學(xué)從誕生之初就開始產(chǎn)生數(shù)據(jù)，到現(xiàn)在這數(shù)據(jù)量真可謂是浩如煙海。這么大的數(shù)據(jù)，拋開對其進行處理的難度不談，單單是將這些數(shù)據(jù)有序地存儲下來就不是一件易事。隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展與硬件制造技術(shù)的提高，建立在大容量硬盤之上的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫成功地擔(dān)負起了這項任務(wù)。
既然有了數(shù)據(jù)庫，查詢以往的信息就成了一件輕松的事情。以著名的生物信息數(shù)據(jù)庫GenBank為例，它包含了它包含了目前所有已知的核苷酸序列和蛋白質(zhì)序列及其相關(guān)的文獻著作和生物學(xué)注釋。GenBank 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來源于約10萬個物種,其中56%是人類的基因組序列。每條數(shù)據(jù)記錄包含對序列的簡要描述、科學(xué)命名、物種分類名稱、參考文獻、序列特征表及序列本身[5]。對于藥物研究者來說，想了解某些核苷酸數(shù)據(jù)資料，在數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)之后方便了許多。
除了為科研人員的原始研究提供方便，在藥物的流通數(shù)據(jù)管理上數(shù)據(jù)庫也發(fā)揮了重要的作用。從管理登記的角度看，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以高效地存儲藥品的分類、品名、性狀、生產(chǎn)廠家等多項數(shù)據(jù)，查詢修改十分方便。在此基礎(chǔ)上設(shè)計藥品管理和信息查詢系統(tǒng)，方便了藥品監(jiān)管人員對藥品進行備案監(jiān)管，也讓使用者能便捷地查詢到藥品的相關(guān)信息。
在物流配送方面，計算機技術(shù)的應(yīng)用也是功不可沒。配送時間的優(yōu)化是決定物流系統(tǒng)能否高效、科學(xué)運營的一項核心技術(shù)，計算機科學(xué)對此提供了一系列較為成熟的優(yōu)化方法，針對不同的情況進行資源優(yōu)化配置[6]。建立運轉(zhuǎn)順暢快捷、配置合理的物流網(wǎng)絡(luò)，無論是對藥企還是用藥方都是大有益處的。

五、Internet對藥學(xué)的新影響
計算機科學(xué)提供了數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)分析的工具，然而真正將它們的作用推進到一個新的高度的是計算機科學(xué)的一個偉大創(chuàng)造——Internet。因特網(wǎng)的發(fā)明使世界進入了網(wǎng)絡(luò)時代，與之同時藥學(xué)也在與傳統(tǒng)計算機技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上進一步地與網(wǎng)絡(luò)融合，產(chǎn)生出了更強大的應(yīng)用。
Internet 具有節(jié)點平等、_發(fā)布的特點。前文介紹的數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)檢索資源的確已經(jīng)十分強大，但是Internet的出現(xiàn)，將千千萬萬個數(shù)據(jù)庫聯(lián)系匯集起來，無論是采用Genbank進行基因序列方面的檢索[5]，還是在ChemDe*、ChIN上查找化學(xué)信息[7]，都是Internet已成為研究人員查找科技信息的重要來源的良好例證。Internet的出現(xiàn)，第一次使得世界上的所有知識匯聚于一個大的知識庫成為可能。
對于計算分析，Internet也給它注入了新的動力�；赪eb的計算與基于網(wǎng)格的計算開始出現(xiàn)。網(wǎng)格計算即利用分布在網(wǎng)絡(luò)上的加盟計算機的硬件資源及其計算能力,實現(xiàn)超大規(guī)模計算的應(yīng)用。它將整個計算機網(wǎng)絡(luò)看作網(wǎng)格，通過計算終端的反饋信息實時調(diào)配資源，實現(xiàn)計算資源的最優(yōu)化配置。對于計算強度大、對硬件要求高的藥學(xué)計算，網(wǎng)格計算提供了一個新的方向，使其不再依賴于超大規(guī)模計算機進行長時間高功 ……（未完，全文共3869字，當(dāng)前僅顯示1954字，請閱讀下面提示信息。收藏《淺談藥學(xué)與計算機科學(xué)的交叉融合》）