二、网络基础
计算机网络是一组计算机和相关软件组成的复合系统,实现信息交换、资源共享或协同计算。计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物,包括了计算机系统、网络系统、通信技术等内容。
2.1 局域网(local area network,LAN)
在小范围内计算机和数据通信设备互连的网络。 典型的局域网由一台服务器、几个工作站组成。最简单的是对等网络,没有专一的服务器。
广域网是地理位置上有很大的距离,跨省,国,洲的网络,是网络与网络之间互连的一种网络。网络之间存在路由时,那么可以简单以路由为界区分局域网与广域网。
Internet 是广域网,联接全世界的局域网与个人PC。当个人PC与internet连接时,也是internet上的一部分,是一台客户机。 2.2 网络的常用组件
2.2.1 服务器 是一台高性能计算机与其它通信设备连接,用于网络管理,运行服务器端程序,处理网络用户信息,共享数据。分为文件服务器、应用程序服务器,数据库服务器。 2.2.2 工作站 又称客户机,从服务器上获得信息,并为网络服务的计算机或终端。终端只有输入,输出,网络联接设备,控制、运算和存贮都依靠服务器完成。银行系统中使用终端。
2.2.3 网络适配器 以太网卡,modem,GPS手机,无线网卡都属适配器是接收和发送网络信息的设备。
2.2.4 网络电缆 连接方式经历了同轴电缆、双绞线、光纤、无线的历程,现在这几种方式并存。
2.2.5 网络操作系统与协议
网络操作系统是用于管理网络的核心,常用的有windows NT windows 2000 windows 2003 unix linux netware,等等。
协议是网络设备间进行通信的语言和规范。是网络通信的桥梁和纽带,主要的协议有IPX、TCP/IP、NetBEUI、各协议之间要通信的话必需有路由转换为统一的通信协议,TCP/IP是Internet 的核心协议。
2.2.6 服务器程序与客户端程序
在服务器上运行的提供网络服务的资源共享的程序;在客户机上运行,将运行结果返回到服务器上的程序是客户端程序。是网络应用的主要模式。
3、Internet
Internet 是一个由各种不同类型和规模的计算机网络所组成的全球性的计算机网络,采用TCP/IP协议进行连接。是全世界最大的网络和信息库,为人们提供不断增长的信息资源和工具库。
Internet 提供的几种服务:
3.1 主机远程登录(Telnet)通过internet成为远程计算机终端的过程。用相应的帐号(login)和口令(password)进入系统,可以象操作本地计算机一样操作系统。 3.2 远程文件传输(file transfer protocal,FTP)是Internet 主机间传送文件的主要方式。
3.3 电子邮件(Email)网络电子邮件系统,快速、免费、传递介质多等优点在当今社会成为主流。
3.4 USENET也就是BBS论坛是电子公告板,用于发布公告、新闻和文章。 3.5 WWW信息网络,是超文本信息平台,使用HTML语言方式传播文本、图象、视频、音频等媒体。使用网页浏览器进行信息处理。常用的有internet explore, navigator等。
4.IT方法和技术
4.1 算法和算法分析
算法是一个由输入到输出的计算过程,是求解问题的方式方法。
算法分析是一种在抽象的计算模型上对算法所需资源进行评估的过程,用来比较算法间的优劣,以便更好的用最优算法来求解。主要通过耗用时间和存储资源的多少来判断。 4.2 数学统计方法
应用概率论和数学统计是现代生物学研究中一种常用的分析方法。应用此方法发现研究对象的内在规律或者对象之间的关系,通过综合分析,建立合理的数学模型,定量地描述生物活动的过程、规律提示其本质。其中隐马乐可夫模型在序列分析方面就是数学统计的重要应用。简单的说就是对于事件序列中的任何一个事件都有发生的概率,这个概率依赖于事件之前的事件。 4.3 动态规划方法
动态规划是一种解决多阶段决策问题的一种最优化的方法。把复杂问题分为几个阶段,逐段求解后最终获得全局的最优解。动态规划是生物信息学研究中一种基本的方法。基本过程是全局解分为局部解,顺序递推求了局部最优解,随着过程的推进,局部最终接近全局从而获得全局的最优解。
4.4 机器学习与模式识别技术
机器学习是模拟人类的学习过程,以计算机为工具获取知识、积累经验。属于人工智能技术。着重研究计算机如何获得数据,训练数据,从中获得规律,以提高解决问题的高效性与准确性。
4.5 人工神经网络
人工神经网络(artificial neural network, ANN)是能过模拟人脑神经元的特性以及脑的并行结构、信息的分布和并行处理等机制建立的一种数学模型。
使用最多的是反向神经网络(back propagation neural net work, BP)已证明:任何一个在闭
输入层
隐藏层 输出层
区间内的连续函数都可以用一个三层的BP网络逼近,也就是说,一个三层反向传播神经网络可以完成任意连续的n维数据到m维数据的映身。标准BP网络的组成为:输入层、隐藏层和输出层。输入层有7个节点;输出层有2个节点;隐藏层有3个节点。 4.6 专家系统
专家系统(expert system)是一种基于知识的智能系统,将专有的经验用一定的知识表现出来,放入知识库中,作推理机使用。专家系统是人工智能的一个重要分支,由6部分组成,知识库、数据库、知识获取部分、推理机、解释机构和使用介面。 4.7 分子模型化技术
利用计算机模拟分子结构、研究分子之间相互作用的一种技术。是进行分子设计的基础。利用分子图形学应用计算机图形这的方法与技术,以三维方式显示分子的三维结构、显示分子的理化或电子学特征,显示分子间的相互作用力。利用此技术可以构建分子的结构模型,
进而从结构库中取出分子片断,将各分子片断组装成完整的分子结构,通过结构优化,便可得到最终的结构。
4.8 量子力学和分子力学计算
量子力学是研究微观粒子运动规律的科学,研究原子、分子、以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,着重研究分子结构和性能,包括了结构与性能之间的关系、分子间相互作用及分子体系的问题。在进行分子结构优化、构象优化、分子间作用及分子模拟时有重要的理论指导意义。
4.9 生物分子计算机模拟
传统的生物分子研究是能过生物学实验分析和表征生物分子,得到DNA分子序列,用遗传学方法确定多态性,能过X射线晶体衍射确定蛋白质的分子结构。
生物分子的计算机模拟是从分子原子水平上的相互作用出发,来建立分子体系的数学模型,用计算机进行模拟的实验,预测生物大分子的结构和功能。从理论上解释实验现象、指导设计实验方案,发现新现象等等。
对这些与生物信息科学有关的IT技术是我们每一位生物信息专业学生要求知道的。并且在以后的实际应用中自已去充实其中的不足。以便在以后的科学探索道路上不会“因器不利而误其事。”
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