淺談藥學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉融合

目錄/提綱：……
一、引子
二、計(jì)算機(jī)科學(xué)簡介
三、計(jì)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(duì)藥學(xué)的新影響
六、總結(jié)與展望
七、參考文獻(xiàn)
……
淺談藥學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉融合
一、引子
上個(gè)世紀(jì)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(jì)算機(jī)科學(xué)悄然興起。在短短的幾十年之間，計(jì)算機(jī)科學(xué)給這個(gè)世界帶來了太多的變化，甚至顛覆了人們對(duì)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(gè)有力的工具應(yīng)用于自身的發(fā)展。藥學(xué)作為融合各個(gè)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(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合，衍生出許多成熟的應(yīng)用。

二、計(jì)算機(jī)科學(xué)簡介
計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的對(duì)象是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算以及數(shù)據(jù)處理，包括軟件和硬件兩個(gè)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(jì)語言、軟件工程和計(jì)算機(jī)硬件。[1]以下“計(jì)算機(jī)技術(shù)”一詞作“計(jì)算機(jī)科學(xué)”的同義詞解，本文并不區(qū)分兩個(gè)詞之間的語義區(qū)別。

三、計(jì)算分析在藥學(xué)中的應(yīng)用
先從計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)之初最本原的功能——計(jì)算出發(fā)。作為具有強(qiáng)大性能的計(jì)算機(jī)，在對(duì)數(shù)據(jù)的處理方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。上個(gè)世紀(jì)七十年代是計(jì)算機(jī)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(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)需要滿足隨機(jī)雙盲對(duì)照原則，對(duì)于藥劑、受試人員的分配如果使用傳統(tǒng)的人工方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還容易造成錯(cuò)誤；在實(shí)驗(yàn)過程中，則有著大量的數(shù)據(jù)需要測(cè)定，也需要投入大量的精力和時(shí)間；在實(shí)驗(yàn)后還需要計(jì)算統(tǒng)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，并根據(jù)這些結(jié)果及時(shí)地調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)下一步的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃——總的來說，這些都是大量重復(fù)勞動(dòng)——讓實(shí)驗(yàn)人員的大量時(shí)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(jì)算是計(jì)算機(jī)的長處，計(jì)算機(jī)可以提供強(qiáng)大的自動(dòng)化工具來安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、收集數(shù)據(jù)，之后再用前述的分析工具得出統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從而提高了實(shí)驗(yàn)效率，也解放了實(shí)驗(yàn)人員的時(shí)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(duì)其進(jìn)行處理的難度不談，單單是將這些數(shù)據(jù)有序地存儲(chǔ)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?fù)?dān)負(fù)起了這項(xiàng)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(xiàn)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(gè)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(duì)序列的簡要描述、科學(xué)命名、物種分類名稱、參考文獻(xiàn)、序列特征表及序列本身[5]。對(duì)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(chǔ)藥品的分類、品名、性狀、生產(chǎn)廠家等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，查詢修改十分方便。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)藥品管理和信息查詢系統(tǒng)，方便了藥品監(jiān)管人員對(duì)藥品進(jìn)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(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也是功不可沒。配送時(shí)間的優(yōu)化是決定物流系統(tǒng)能否高效、科學(xué)運(yùn)營的一項(xiàng)核心技術(shù)，計(jì)算機(jī)科學(xué)對(duì)此提供了一系列較為成熟的優(yōu)化方法，針對(duì)不同的情況進(jìn)行資源優(yōu)化配置[6]。建立運(yùn)轉(zhuǎn)順暢快捷、配置合理的物流網(wǎng)絡(luò)，無論是對(duì)藥企還是用藥方都是大有益處的。

五、Internet對(duì)藥學(xué)的新影響
計(jì)算機(jī)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(jìn)到一個(gè)新的高度的是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)偉大創(chuàng)造——Internet。因特網(wǎng)的發(fā)明使世界進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，與之同時(shí)藥學(xué)也在與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地與網(wǎng)絡(luò)融合，產(chǎn)生出了更強(qiáng)大的應(yīng)用。
Internet 具有節(jié)點(diǎn)平等、_發(fā)布的特點(diǎn)。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(qiáng)大，但是Internet的出現(xiàn)，將千千萬萬個(gè)數(shù)據(jù)庫聯(lián)系匯集起來，無論是采用Genbank進(jìn)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(shí)匯聚于一個(gè)大的知識(shí)庫成為可能。
對(duì)于計(jì)算分析，Internet也給它注入了新的動(dòng)力。基于Web的計(jì)算與基于網(wǎng)格的計(jì)算開始出現(xiàn)。網(wǎng)格計(jì)算即利用分布在網(wǎng)絡(luò)上的加盟計(jì)算機(jī)的硬件資源及其計(jì)算能力,實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模計(jì)算的應(yīng)用。它將整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)看作網(wǎng)格，通過計(jì)算終端的反饋信息實(shí)時(shí)調(diào)配資源，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的最優(yōu)化配置。對(duì)于計(jì)算強(qiáng)度大、對(duì)硬件要求高的藥學(xué)計(jì)算，網(wǎng)格計(jì)算提供了一個(gè)新的方向，使其不再依賴于超大規(guī)模計(jì)算機(jī)進(jìn)行長時(shí)間高功 ……（未完，全文共3869字，當(dāng)前僅顯示1954字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《淺談藥學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉融合》）