An Introduction to Bioinformatics Algorithms

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出版者:The MIT Press
作者:Neil C. Jones
出品人:
页数:456
译者:
出版时间:2004-8-6
价格:USD 71.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780262101066
丛书系列:
图书标签:
  • Bioinformatics
  • 算法
  • 计算机
  • 生物信息学
  • 编程
  • 生物信息
  • 生物
  • 英文原版
  • Bioinformatics
  • Algorithms
  • Introduction
  • Computational
  • Biology
  • Genetics
  • Data
  • Analysis
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具体描述

This introductory text offers a clear exposition of the algorithmic principles driving advances in bioinformatics. Accessible to students in both biology and computer science, it strikes a unique balance between rigorous mathematics and practical techniques, emphasizing the ideas underlying algorithms rather than offering a collection of apparently unrelated problems.The book introduces biological and algorithmic ideas together, linking issues in computer science to biology and thus capturing the interest of students in both subjects. It demonstrates that relatively few design techniques can be used to solve a large number of practical problems in biology, and presents this material intuitively.An Introduction to Bioinformatics Algorithms is one of the first books on bioinformatics that can be used by students at an undergraduate level. It includes a dual table of contents, organized by algorithmic idea and biological idea; discussions of biologically relevant problems, including a detailed problem formulation and one or more solutions for each; and brief biographical sketches of leading figures in the field. These interesting vignettes offer students a glimpse of the inspirations and motivations for real work in bioinformatics, making the concepts presented in the text more concrete and the techniques more approachable.PowerPoint presentations, practical bioinformatics problems, sample code, diagrams, demonstrations, and other materials can be found at the Author's website.

《生物信息学算法导论》 在生命科学蓬勃发展的今天,理解和分析海量的生物学数据已成为研究者的核心挑战。而《生物信息学算法导论》正是应对这一挑战的钥匙,它为读者提供了一条通往生物信息学算法世界的清晰路径。 本书并非一本枯燥的算法汇编,而是以解决生物学问题的角度出发,深入浅出地介绍了生物信息学领域中至关重要的算法。我们知道,DNA、RNA和蛋白质序列如同生命的密码本,解读这些密码需要强大的计算工具和精妙的算法。本书正是围绕着这些核心问题展开,例如: 序列比对:找到生命的相似性 生物体的演化、基因的功能以及蛋白质的相互作用,很多线索都隐藏在生物序列的相似性中。本书详细探讨了两种主要的序列比对方法: 全局比对(Global Alignment):在Needleman-Wunsch算法的指导下,我们学习如何将两条完整的序列进行比对,找出它们之间最大的相似程度。这对于比较同源基因或蛋白质,推断其功能和演化关系至关重要。我们会深入理解动态规划的原理,一步步构建比对矩阵,并从中提取最佳比对结果。 局部比对(Local Alignment):Smith-Waterman算法则引领我们发现序列中最相似的片段。这在搜索数据库中的保守结构域,或者识别潜在的药物靶点时有着广泛的应用。本书将阐释如何通过修改动态规划的初始化和转移方程,实现对局部最优区域的有效查找。 除了基础的动态规划方法,本书还会介绍更高效的启发式算法,如FASTA和BLAST,它们如何在海量数据库中快速准确地找到潜在的相似序列,极大地加速了生物信息学研究的进程。我们会分析这些算法的设计思想,理解它们如何通过牺牲部分精度来换取计算效率的飞跃,以及在实际应用中如何选择合适的参数。 基因组组装:重构生命的蓝图 如同将一本散落的图书重新拼凑成完整的故事,基因组组装的任务就是将测序获得的无数短片段,准确地重建出完整的染色体序列。本书将带领读者领略这一复杂过程背后的算法智慧: De Bruijn图与超图:我们将学习如何利用De Bruijn图这一强大的数据结构来表示测序数据,并通过寻找图中的欧拉路径来推断出正确的基因组序列。理解图的构建过程,以及欧拉路径的查找算法,是掌握基因组组装技术的基础。 组装策略与错误校正:从简单的碎片段组装(Fragment Assembly)到更复杂的从头组装(De Novo Assembly),本书会梳理不同场景下的组装策略。同时,我们也会探讨如何识别和校正测序错误,以确保最终组装出的基因组序列的准确性。 基因预测与识别:揭示基因的功能 基因是编码生命活动的基本单位,准确地预测和识别基因在基因组中的位置和边界,是理解基因组功能的第一步。本书将深入介绍: 隐藏马尔可夫模型(HMM):HMM是基因预测的经典算法。我们将学习其基本原理,包括状态、转移概率和发射概率,并理解如何利用Viterbi算法等来寻找最可能的基因结构。 剪接位点识别:在真核生物中,基因结构更为复杂,包含外显子和内含子。识别精确的剪接位点是正确预测基因结构的关键。本书将介绍一些基于机器学习和模式识别的剪接位点预测方法。 系统发育分析:追溯生命的演化史 生命的多样性背后是漫长的演化历程,系统发育树就是描绘这一历程的“生命之树”。本书将引导读者探索构建和理解系统发育树的算法: 距离法与字符法:我们将学习如何从生物序列数据中计算物种之间的遗传距离,并基于这些距离构建系统发育树(如UPGMA和Neighbor-Joining算法)。同时,也会介绍直接从序列字符信息构建树的方法(如最大简约法)。 最大似然法与贝叶斯推断:这些更高级的统计推断方法,能够更精确地估计演化关系。本书将介绍其基本思想和应用,帮助读者理解如何利用模型来推断最可能的演化树。 蛋白质结构预测与比对:洞悉蛋白质的功能 蛋白质是生命活动的主要执行者,其三维结构决定了其功能。本书将触及蛋白质结构领域的一些核心算法挑战: 蛋白质序列与结构的关系:我们将探讨如何从蛋白质序列推断其二级结构(如α-螺旋和β-折叠),以及更复杂的从头三维结构预测问题。 蛋白质结构比对:当两条蛋白质的三维结构相似时,通常意味着它们具有相似的功能。本书将介绍计算蛋白质结构相似度的算法,以及如何利用这些算法来进行功能推断。 算法效率与复杂性:背后的数学基石 在生物信息学研究中,效率至关重要。本书还将关注算法的效率分析,包括时间复杂度和空间复杂度,帮助读者理解为什么某些算法比其他算法更适合处理大规模数据。我们将学习大O表示法,理解其在评估算法性能方面的作用,并了解NP-完备性等概念,以便更好地把握计算的边界。 《生物信息学算法导论》不仅提供了算法的实现思路,更注重培养读者对算法背后原理的深刻理解。通过大量的案例分析和图文并茂的解释,本书旨在让读者能够: 理解核心生物信息学问题的计算本质。 掌握分析生物数据的常用算法和技术。 评估不同算法的优劣,并选择最适合特定问题的解决方案。 为进一步深入研究生物信息学领域打下坚实的基础。 无论您是生命科学领域的学生,还是希望利用计算方法解决生物学问题的研究者,《生物信息学算法导论》都将是您不可或缺的指南,引领您在浩瀚的生物数据海洋中,精准地发现生命的奥秘。

作者简介

目录信息

读后感

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这本书前言里说主要是给本科生做教材的,所以还是比较容易读懂的。书里着重用伪代码描述出简化了的生物信息算法,和算法导论那本书的风格比较像。 推荐给希望入门的人看,看完这本书,再看其它生物信息学的书,更加容易理解。

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这本书前言里说主要是给本科生做教材的,所以还是比较容易读懂的。书里着重用伪代码描述出简化了的生物信息算法,和算法导论那本书的风格比较像。 推荐给希望入门的人看,看完这本书,再看其它生物信息学的书,更加容易理解。

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这本书前言里说主要是给本科生做教材的,所以还是比较容易读懂的。书里着重用伪代码描述出简化了的生物信息算法,和算法导论那本书的风格比较像。 推荐给希望入门的人看,看完这本书,再看其它生物信息学的书,更加容易理解。

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这本书前言里说主要是给本科生做教材的,所以还是比较容易读懂的。书里着重用伪代码描述出简化了的生物信息算法,和算法导论那本书的风格比较像。 推荐给希望入门的人看,看完这本书,再看其它生物信息学的书,更加容易理解。

评分

这本书前言里说主要是给本科生做教材的,所以还是比较容易读懂的。书里着重用伪代码描述出简化了的生物信息算法,和算法导论那本书的风格比较像。 推荐给希望入门的人看,看完这本书,再看其它生物信息学的书,更加容易理解。

用户评价

评分

这本书实在是太“硬核”了!从一开始,我就感觉自己被卷入了一场关于算法的严谨探索。书中的数学公式和理论推导,就像是精密的手术刀,一点点地剖析着生物信息学问题的本质。我花了相当多的时间去理解那些抽象的概念,比如动态规划在序列比对中的应用,还有那些涉及到图论的复杂算法。每一次成功地跟上作者的思路,都有一种豁然开朗的满足感。当然,中间也少不了卡壳和反复阅读的时候,有时候一个眼神稍不留神,就错过了关键的推导步骤。不过,也正因为这种挑战性,我感觉自己对生物信息学算法的理解层次得到了极大的提升。不再是停留在浅显的“知其然”,而是努力向“知其所以然”迈进。这本书就像一个严谨的老师,不允许半点含糊,逼着你去思考,去消化。它不是一本让你轻松读完的书,但绝对是一本能让你在学术上真正扎实的书。如果你渴望深入理解生物信息学算法背后的数学原理和逻辑,并且不畏惧挑战,那么这本书绝对值得你投入时间和精力。它提供的知识,是你构建自己研究体系的坚实基石。

评分

说实话,《An Introduction to Bioinformatics Algorithms》这本书给我的感觉,就像是打开了一个通往精密世界的大门。我一直觉得算法听起来很抽象,但这本书却用一种非常务实的方式,把我带进了生物信息学这个神奇的领域。它没有回避那些复杂的数学和逻辑,反而直面它们,然后一步步地展示了这些“工具”是如何被用来解决生物学研究中的实际问题的。我特别欣赏作者在讲解某个算法时,会从它的起源、它的核心思想,一直讲到它的优缺点以及在不同场景下的适用性。这让我不仅仅是学会了一个算法,更是理解了这个算法是如何被设计出来的,以及它在整个生物信息学工具箱中扮演的角色。比如,它关于系统发生树构建的章节,让我茅塞顿开,原来那些复杂的进化关系可以用如此巧妙的算法来推断。读这本书,就像是在学习一门新的语言,每个算法都是一个单词,而如何组合它们来解决问题,就是语法。虽然需要花费不少精力去理解和消化,但每一次理解一个新算法,都感觉自己的知识库又丰富了一块。

评分

《An Introduction to Bioinformatics Algorithms》这本书,简直是为那些渴望深入理解生物信息学“引擎”的读者量身打造的。它并没有试图用华丽的辞藻去包装那些核心的算法原理,而是选择了最直接、最严谨的方式来呈现。我读到书中关于概率模型的部分时,感觉就像是在学习一种新的科学语言,它用数学的严谨性来描述生物现象的不确定性。作者在解释序列比对时,那种清晰的逻辑链条,让我完全理解了为什么Levenshtein距离能够如此有效地衡量两个序列的差异。读这本书的过程,是一种不断挑战自我、不断突破认知边界的体验。它要求你不仅仅是被动接受信息,更需要主动思考、主动推理。虽然有时候会因为某个推导过程而感到困惑,但一旦理清了思路,那种成就感是无与伦比的。这本书的价值在于,它为你打下了坚实的理论基础,让你在未来的研究中,能够更自信地选择和应用适合的算法,甚至能够根据实际问题进行创新和改进。

评分

我得说,《An Introduction to Bioinformatics Algorithms》这本书的叙事方式简直像一位经验丰富的向导,带着你徒步穿越一片未知的算法丛林。作者的笔触细腻而富有条理,每介绍一个算法,都会先铺垫好背景,解释它在生物信息学领域解决了什么实际问题,然后再深入剖析算法的原理和实现细节。我特别喜欢作者在讲解过程中穿插的那些生动的例子,它们就像路边的风景,让原本枯燥的算法世界变得鲜活起来。读到关于字符串匹配的部分,我仿佛看到了DNA序列在比对中被一点点“翻译”的过程;而当读到聚类算法时,我脑海中不禁浮现出基因表达数据被分组的情景。这本书的魅力在于,它将抽象的算法概念与具体的生物学应用巧妙地结合在了一起,让你在学习算法的同时,也能深刻理解它们在解决生物学难题中的强大力量。虽然其中涉及的某些算法对初学者来说可能有些挑战,但作者的循序渐进和清晰的解释,有效地降低了学习门槛。这本书让我对生物信息学算法的应用前景充满了信心,也激发了我进一步探索这个领域的浓厚兴趣。

评分

这本书的阅读体验,可以用“沉浸式”来形容。它不是那种泛泛而谈的介绍,而是深入到了算法的“骨髓”里。作者在讲解每一个算法时,都力求做到详尽不遗漏,仿佛要把整个算法的“一生”都呈现在读者面前。从最初的概念引入,到数学模型的建立,再到伪代码的呈现,以及最终的复杂性分析,每一个环节都处理得一丝不苟。我发现,这本书最大的价值在于,它不仅仅教授你“如何使用”这些算法,更重要的是让你理解“为什么这样设计”这些算法。例如,它在解释动态规划时,那种分解问题、寻找最优子结构的方式,让我深刻体会到了算法设计的精妙之处。当然,这也意味着你需要投入足够的时间和精力去钻研,特别是对于那些不熟悉相关数学背景的读者。但如果你能够坚持下来,你会发现,这本书为你打开了一个全新的视野,让你能够从更深层次去理解生物信息学研究的底层逻辑。它为你提供的,是一种能够独立思考和分析算法的能力,而不是简单的“拿来主义”。

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其实是一本基础算法书。大概做学生那会儿读起来会更加受用一点---当阅读的时间变得越来越有限之后会常常会有这种感叹。

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别闹

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有些章节不够详细,毕竟只是 introduction,不过能给出 problem 和 intuition 也是很好的~

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贵死鸟…… 温习了高中生物知识,也了解了各种初级的算法

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别闹

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