Developing Bioinformatics Computer Skills

Developing Bioinformatics Computer Skills pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:O'Reilly Media
作者:Cynthia Gibas
出品人:
页数:448
译者:
出版时间:2001-04-15
价格:USD 34.95
装帧:Paperback
isbn号码:9781565926646
丛书系列:
图书标签:
  • bioinformatics
  • S_统计学习
  • O'reilly
  • 生物信息学
  • 计算机技能
  • 编程
  • 数据分析
  • 算法
  • Python
  • R
  • 生物统计学
  • 基因组学
  • 生物学
想要找书就要到 小美书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

Bioinformatics--the application of computational and analytical methods to biological problems--is a rapidly evolving scientific discipline. Genome sequencing projects are producing vast amounts of biological data for many different organisms, and, increasingly, storing these data in public databases. Such biological databases are growing exponentially, along with the biological literature. It's impossible for even the most zealous researcher to stay on top of necessary information in the field without the aid of computer-based tools. Bioinformatics is all about building these tools. Developing Bioinformatics Computer Skills is for scientists and students who are learning computational approaches to biology for the first time, as well as for experienced biology researchers who are just starting to use computers to handle their data. The book covers the Unix file system, building tools and databases for bioinformatics, computational approaches to biological problems, an introduction to Perl for bioinformatics, data mining, and data visualization. Written in a clear, engaging style, Developing Bioinformatics Computer Skills will help biologists develop a structured approach to biological data as well as the tools they'll need to analyze the data.

好的,这是一份关于一本名为《高级生物信息学编程实践》的图书的详细简介,该书内容不涉及《Developing Bioinformatics Computer Skills》中涵盖的主题。 --- 图书简介:高级生物信息学编程实践 书名:高级生物信息学编程实践 (Advanced Bioinformatics Programming Practices) 作者:[虚构作者姓名] 出版社:[虚构出版社名称] 页数:约 950 页 定价:[虚构定价] --- 概述 《高级生物信息学编程实践》是一本面向具有一定编程基础的生物信息学研究人员、数据科学家和高级学生的专业参考书。本书旨在填补当前生物信息学教育中理论与复杂实际应用之间的鸿沟,专注于高性能计算(HPC)环境下的算法优化、大规模数据结构设计、前沿数据集成技术以及面向生产环境的软件工程实践。 本书摒弃了基础的脚本语言入门和标准工具的简单介绍,而是深入探讨了构建下一代生物信息学解决方案所需的深层技术和架构思维。我们重点关注如何利用现代计算资源(如多核处理器、GPU加速和分布式集群)来解决海量基因组学、蛋白质组学和系统生物学数据集所带来的挑战。 核心内容与结构 全书分为五大部分,共计二十章,构建了一个从底层数据处理到高级系统构建的完整学习路径。 第一部分:高性能计算基础与并行化策略 (Fundamentals of HPC and Parallelization Strategies) 本部分是全书的基石,着重于如何将生物信息学工作流移植到高性能计算集群中。 第 1 章:集群环境下的工作流管理与资源调度 深入剖析主流集群调度系统(如 Slurm, PBS Pro)的高级配置与作业提交优化。讲解如何有效利用容器化技术(Docker, Singularity)确保环境一致性,并探讨用于复杂依赖管理的 Nextflow 或 Snakemake 的并行化模型和错误恢复机制。 第 2 章:并行计算范式与数据分解 详细阐述了并行计算的类型:任务并行与数据并行。重点介绍OpenMP在共享内存架构上的线程级优化,特别是针对序列比对和矩阵运算的并行化技术。 第 3 章:分布式内存计算与MPI在生物学中的应用 系统介绍消息传递接口 (MPI) 的核心概念。通过实际案例,如大规模Smith-Waterman算法的分布式实现,展示如何跨节点进行有效的数据交换和负载均衡,以处理TB级数据集。 第 4 章:GPU加速计算入门与CUDA编程 讲解 GPU 的架构特性(SMs, Warp, Memory Hierarchy)。本书将生物信息学中的核心瓶颈——如模糊匹配和K-mer计数——转化为CUDA内核实现,对比CPU与GPU的性能提升。 第二部分:高效数据结构与存储优化 (Efficient Data Structures and Storage Optimization) 生物信息学的数据规模要求我们超越标准库的数据结构,采用专门为序列和图数据设计的优化结构。 第 5 章:序列数据的紧凑表示法 深入研究后缀树 (Suffix Trees) 和 后缀数组 (Suffix Arrays) 的构建算法(如 Ukkonen 算法的优化版本)。重点讲解如何利用LCP 数组和位向量 (Bit Vectors) 实现对大型参考基因组的高效区间查询和模糊搜索。 第 6 章:图论在系统生物学中的应用与优化 探讨如何将代谢通路、蛋白质相互作用网络(PPI)建模为图结构。讲解高效的图遍历算法(如 A 搜索)在网络中心性分析中的应用,并介绍处理稀疏矩阵存储(CSR, CSC 格式)的内存优化技术。 第 7 章:面向大规模测序数据的存储方案 对比传统文件格式(FASTA/FASTQ)与现代二进制、压缩格式(如 BCF/CRAM)。重点介绍CRAM 格式的压缩原理,以及如何设计索引结构(如 BAM/CRAM 索引)以支持快速的随机访问。 第 8 章:基于内存数据库与键值存储 探索 NoSQL 数据库(如 MongoDB)和内存数据库(如 Redis)在存储和检索高通量实验元数据或变异注释集中的优势,侧重于其在生物信息学工作流中的集成模式。 第三部分:算法优化与定制开发 (Algorithmic Optimization and Custom Development) 本部分聚焦于提升核心生物信息学算法的实际性能,通常涉及底层语言(如 C++)的精细控制。 第 9 章:K-mer 计数与近似算法 探讨 LCP 数组在 K-mer 计数中的高效应用。介绍布隆过滤器 (Bloom Filters) 用于快速检查序列或变异是否存在,以及如何量化其误报率对后续分析的影响。 第 10 章:基因组组装中的收敛性与启发式搜索 分析 De Bruijn 图的内存管理挑战。重点介绍贪婪算法与局部搜索策略在组装过程中处理错误和低复杂度的应对技巧,并讨论如何评估组装结果的拓扑质量。 第 11 章:变异调用与概率模型加速 深入探讨 贝叶斯推断 在变异调用中的应用,但侧重于如何将复杂的概率计算转化为可并行化的矩阵运算。讨论 MCMC 采样的性能瓶颈及优化方向。 第 12 章:序列比对算法的现代改进 超越 BLAST 和 BWA 的基础应用,着重于局部敏感哈希 (LSH) 在大规模数据库搜索中的应用,以及基于 SIMD(如 AVX/SSE 指令集)的序列比对核心操作的汇编级优化思路。 第四部分:数据集成、互操作性与API设计 (Data Integration, Interoperability, and API Design) 现代生物信息学要求软件能够无缝地与其他系统和数据源交互。 第 13 章:生物信息学软件的面向对象设计 (OOD) 讲解如何使用 C++ 或 Python 实现具有健壮继承体系和多态性的生物学对象模型(如 `Sequence`, `Alignment`, `Sample`)。强调设计模式(如工厂模式、观察者模式)在构建可扩展分析管线中的作用。 第 14 章:构建数据驱动的生物信息学微服务 介绍使用 RESTful API 架构来暴露复杂的生物信息学分析结果。重点介绍如何使用 FastAPI 或 Flask 框架,并集成异步处理机制(如 Celery)来管理长时间运行的分析任务。 第 15 章:标准化的数据交换与本体论 深入探讨 FAIR 原则 在生物学数据中的实践。详细分析 OWL/RDF 本体论在语义互操作性中的作用,以及如何使用工具将异构数据映射到统一的知识图谱中。 第 16 章:可重复性与版本控制的高级实践 超越基础的 Git 操作,探讨如何使用 Conda/Mamba 环境管理来精确锁定软件版本、依赖库及其编译选项。介绍 Provenance 记录的最佳实践,确保分析路径的完全可追溯性。 第五部分:前沿计算模型与未来方向 (Frontier Computation Models and Future Directions) 本部分展望了生物信息学计算领域最前沿的技术趋势。 第 17 章:大规模机器学习在基因组学中的部署 重点讨论如何将深度学习模型(如 CNNs, Transformers)在GPU 集群上进行分布式训练。涉及 Horovod 或 PyTorch Distributed 等框架在处理数百万基因组样本时的内存管理和梯度同步问题。 第 18 章:流式处理与实时生物监测 探讨Apache Kafka等消息队列系统在处理实时测序数据流(如单细胞测序或实时病原体监测)中的架构设计,包括滑动窗口聚合和异常检测算法的流式实现。 第 19 章:联邦学习在敏感基因组数据中的应用 介绍联邦学习 (Federated Learning) 的基本原理,及其如何实现在不共享原始患者数据的前提下,训练跨机构的预测模型。重点分析安全聚合协议和通信开销。 第 20 章:量子计算在生物信息学中的潜在影响 对量子退火和通用量子计算(QAOA, VQE)在解决优化问题(如蛋白质折叠的能量最小化)中的理论潜力进行评估,并讨论当前硬件限制下的实用性展望。 本书的独特价值 《高级生物信息学编程实践》的核心价值在于其深度和实践性。它不是关于“如何使用某个工具”,而是关于“如何构建出比现有工具更快、更健壮的解决方案”。读者将掌握从底层并行化到高层系统架构的完整技能树,从而能够领导和设计下一代复杂的生物信息学计算项目。本书假定读者已熟练掌握至少一门编程语言(如 Python 或 R),并对生物信息学核心概念有清晰认识,从而能直接切入高性能计算和软件工程的核心挑战。

作者简介

目录信息

读后感

评分

Just spent 20 minutes on this grandpa book, which was published in 2002 (it's definitely old in this field). What surprises me is that although ten years passed, not too much has changed. We are still dealing with the similar tasks with similar tools. Ch...

评分

Just spent 20 minutes on this grandpa book, which was published in 2002 (it's definitely old in this field). What surprises me is that although ten years passed, not too much has changed. We are still dealing with the similar tasks with similar tools. Ch...

评分

Just spent 20 minutes on this grandpa book, which was published in 2002 (it's definitely old in this field). What surprises me is that although ten years passed, not too much has changed. We are still dealing with the similar tasks with similar tools. Ch...

评分

Just spent 20 minutes on this grandpa book, which was published in 2002 (it's definitely old in this field). What surprises me is that although ten years passed, not too much has changed. We are still dealing with the similar tasks with similar tools. Ch...

评分

Just spent 20 minutes on this grandpa book, which was published in 2002 (it's definitely old in this field). What surprises me is that although ten years passed, not too much has changed. We are still dealing with the similar tasks with similar tools. Ch...

用户评价

评分

在我印象中,《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书最让我感到惊喜和收获颇丰的部分,在于它对数据处理和分析流程的系统性讲解。在生物信息学领域,数据是核心,而如何有效地处理和分析海量数据,则是区分一个研究者水平的关键。这本书并没有止步于介绍单个的工具或技术,而是着眼于构建完整的分析流程。它通过实际的案例,展示了如何从原始数据开始,经过清洗、格式转换、质量控制,直到最终的统计分析和可视化。我特别记得其中一个关于基因序列比对的章节,它详细解释了BLAST等常用比对工具的工作原理,并指导读者如何根据不同的研究问题选择合适的参数,以及如何解读比对结果。书中还提供了大量的实践练习,让我有机会亲自动手完成整个分析流程,而不是仅仅停留在理论层面。这些练习涵盖了从简单的文本文件处理到更复杂的蛋白质结构预测的预处理。它教会了我如何使用脚本语言,比如Perl(当时Perl非常流行)来自动化重复性的数据处理任务,这对于我处理TB级别的数据集来说,简直是救星。书中对脚本编写的讲解非常清晰,从变量、循环、条件语句到正则表达式的应用,都一一做了详尽的说明。通过阅读和实践,我学会了如何编写自己的小工具来解决遇到的具体问题,而不是完全依赖于现有的软件包。这种“授人以渔”的教学方式,让我真正掌握了生物信息学分析的核心技能,也激发了我对编程和自动化分析的兴趣。

评分

坦白说,我第一次拿到《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书的时候,并没有抱有多高的期望,毕竟当时市面上的计算机书籍琳琅满目,很多都显得比较陈旧或者过于理论化。然而,这本书给我带来的最大冲击,是它对于“理解”的强调,而不仅仅是“操作”。它在介绍各种算法和统计方法时,并没有仅仅罗列公式,而是用非常直观的比喻和图示,将复杂的概念变得易于理解。例如,在讲解聚类分析时,它并没有直接给出K-means的算法步骤,而是先用一个生动的例子,比如将一群学生按照身高和体重分成几个不同的群体,来帮助读者建立直观的认识,然后再引出算法的原理。这种由浅入深、由易到难的讲解方式,极大地减轻了我学习的心理负担。书中还非常注重培养读者的批判性思维。在介绍各种生物信息学工具时,它会引导读者思考这些工具的优缺点、适用范围以及可能存在的局限性。例如,在讨论序列比对时,它会对比Smith-Waterman和Needleman-Wunsch算法的异同,并分析它们在全局比对和局部比对场景下的适用性。这本书让我明白,作为一名生物信息学研究者,不能盲目地使用工具,而是需要理解工具背后的原理,才能做出更明智的选择,并对结果进行更准确的解读。这种“知其然,更知其所以然”的学习体验,让我受益终身。

评分

《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书,最打动我的地方在于它对“问题解决导向”的学习方法的推崇。它并没有刻意去追求理论的严谨和完整,而是始终围绕着“如何在生物信息学领域解决实际问题”来展开。我记得书中有一个章节,是关于如何分析蛋白质结构数据的。当时我对于蛋白质结构预测和分析非常感兴趣,但苦于没有门路。这本书就提供了一个非常清晰的框架:从如何获取蛋白质结构文件(如PDB格式),到如何使用常用的可视化软件(如PyMOL)来观察和分析蛋白质的三维结构,再到如何利用一些基本的统计方法来量化结构特征。它甚至还涉及了一些更高级的话题,比如如何进行蛋白质同源建模的预处理。这些内容对我来说,简直是及时雨,让我能够快速地入门并开展相关的研究。书中通过大量的实例,教会我如何将理论知识转化为实际操作,如何利用现有的工具和技术来解决自己遇到的具体难题。这种“学以致用”的学习方式,让我对生物信息学产生了浓厚的兴趣,并且让我意识到,掌握各种计算机技能的最终目的,是为了更好地服务于生物学研究。

评分

我至今仍然记得,《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书在介绍可视化工具时,那种“专业而易懂”的风格。在生物信息学领域,数据的可视化是理解复杂结果、发现潜在模式的关键。这本书并没有简单地罗列各种绘图软件,而是深入地讲解了不同类型图表(如散点图、箱线图、热图、树状图等)的适用场景、绘制方法以及如何解读它们。我当时尤其关注它关于R语言在数据可视化方面的应用。书中提供了大量的R代码示例,让我能够亲手绘制出各种精美的图表,并且能够根据自己的需求进行定制。例如,在分析基因表达数据时,书中指导我如何使用R来绘制热图,以直观地展示不同样本之间基因表达的相似性和差异性。这种“手把手”的教学方式,让我能够快速地掌握R语言在数据可视化方面的能力,并且能够独立地完成各种复杂的绘图任务。这本书让我深刻地认识到,优秀的可视化不仅仅是美观,更是能够清晰、准确地传达研究信息,从而更好地支持科学决策和交流。

评分

这本书的初版我大概是在本科毕业前夕接触到的,当时我对生物信息学可以说是既充满好奇又感到一丝畏惧。那个年代,网络资源远没有现在这么丰富,很多学习资料都是通过纸质书籍来获取的。当我翻开《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书时,最直观的感受就是它的“脚踏实地”。它不像很多概念性的理论书籍那样,上来就谈高深的算法或者复杂的模型,而是非常细致地从最基础的计算机操作讲起。我记得里面有一章节专门讲如何使用命令行界面,包括如何导航目录、创建文件、运行程序等等。这对于我这样一个习惯了图形界面的用户来说,简直是打开了新世界的大门。我花了好几天的时间,一遍遍地跟着书上的例子在自己的电脑上操作,熟悉各种命令的含义和用法。一开始觉得枯燥,但随着对命令行越来越熟练,我发现它极大地提升了我处理数据和自动化任务的效率。书里还详细介绍了各种常用的文本编辑器,比如Emacs和Vim,并且讲解了它们的入门使用方法。我当时花了很长时间尝试Vim,虽然学习曲线比较陡峭,但一旦掌握了一些基本命令,你会发现它的强大和高效是图形界面无法比拟的。这本书的讲解风格非常循序渐进,对于初学者来说,它就像一个耐心的向导,一步一步地带领你走出对计算机操作的迷茫。它不仅仅是教你“怎么做”,更重要的是让你理解“为什么这么做”,以及这些基础技能在生物信息学领域的重要性。这为我后续深入学习更复杂的生物信息学工具和编程语言打下了坚实的基础,让我不再因为不熟悉计算机操作而感到束手束脚。

评分

这本书的出版时间,我能大致回忆起来,大概是二十一世纪初的某个时期,那个时候,生物信息学领域正经历着飞速的发展,数据量呈爆炸式增长,计算的需求也日益迫切。在这种背景下,《Developing Bioinformatics Computer Skills》的出现,无疑为许多刚刚踏入这个领域的研究者提供了一个宝贵的学习平台。让我印象深刻的是,它并没有局限于介绍当时最前沿的技术,而是更加注重那些能够经受住时间考验、并且具有普适性的基础技能。例如,它对于Linux操作系统的深入讲解,即使放在今天,依然是生物信息学领域最核心的技能之一。书中详细介绍了Linux的各种命令,包括文件管理、权限设置、进程控制、网络通信等等,并且提供了大量实用的技巧和脚本示例。我当时花了很多时间来学习和实践这些内容,通过在虚拟机中安装Linux,一步步地搭建自己的计算环境。这让我摆脱了对图形界面的依赖,学会了如何在高效率的命令行环境中处理海量数据。这本书让我明白,扎实的基础技能,远比追逐瞬息万变的“新奇技术”更为重要,因为它们是你在任何时候都能依赖的利器。

评分

《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书在内容的选择上,给我留下了非常深刻的印象,它似乎总能精准地抓住生物信息学领域最核心、最实用的技能。我当时尤其关注它关于数据库和数据管理的章节。在这个领域,数据量庞大且结构复杂,如何有效地组织、存储和查询数据,是每个生物信息学从业者必须掌握的技能。书中详细介绍了关系型数据库的基本概念,包括表、字段、主键、外键等,并且演示了如何使用SQL语言进行数据查询和管理。虽然当时我并没有打算成为一名数据库专家,但通过这本书,我理解了基因组数据、蛋白质序列数据等是如何被存储和组织起来的,并且学会了如何利用SQL来提取我需要的信息。此外,书中还介绍了一些更专业的生物信息学数据库,比如NCBI的GenBank、EBI的EMBL等,并指导读者如何通过这些数据库进行高效的文献和数据检索。这对我后续的研究论文查找、基因序列信息获取、蛋白质功能注释等工作,都起到了关键性的指导作用。这本书让我认识到,生物信息学不仅仅是算法和编程,更是与海量数据打交道,而数据库和数据管理正是这其中的基石。

评分

当我再次翻开《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书时,我才真正体会到它对于“实践”的侧重点。这本书的价值远不止于理论知识的传授,它更像是一本操作手册,一本指导你在实际工作中解决问题的工具箱。我记得书中有一个非常详细的章节,是关于如何使用命令行工具来处理文本文件,这在我当时的学习和研究中起到了至关重要的作用。它不仅仅是教你如何使用`grep`、`awk`、`sed`这些命令,更重要的是,它通过一系列精心设计的实例,展示了如何将这些命令组合起来,解决实际的数据清洗、格式转换、信息提取等问题。我曾经花了好几天时间,跟着书里的例子,一点点地敲打着键盘,直到我的电脑屏幕上出现了预期的结果。这些练习让我逐渐摆脱了对图形界面的依赖,学会了如何用脚本语言来自动化繁琐的重复性工作,这极大地提高了我的效率。书中还提供了一些真实世界的数据集,让我们有机会在“真实”的环境中进行练习,这让我更加深刻地理解了生物信息学分析的实际挑战,以及如何运用所学的技能来应对它们。这本书让我明白,生物信息学是一门实践性很强的学科,理论知识固然重要,但如果没有实际操作的经验,一切都将是空中楼阁。

评分

《Developing Bioinformatics Computer Skills》这本书,给我的一个非常重要的启发是关于“效率”的提升。在生物信息学研究中,时间就是生命线,而如何提高工作效率,是每一个研究者都面临的课题。这本书在这方面提供了很多实用的技巧和方法。我记得它有一个章节,是关于如何优化你的计算机环境和工作流程的。它介绍了一些提高性能的技巧,比如如何选择合适的硬件配置,如何优化操作系统的设置,以及如何利用多线程和并行计算来加速任务的执行。书中还详细介绍了如何使用脚本语言,比如Shell脚本,来自动化重复性的任务,这对于我处理大量数据时,简直是事半功倍。我跟着书里的例子,编写了一些简单的Shell脚本,来批量处理文件、执行多个分析步骤等等。这种自动化处理的能力,让我从繁琐的重复劳动中解放出来,有更多的时间和精力去思考更具创造性的研究问题。这本书让我深刻地认识到,计算机技能不仅仅是会用软件,更是要学会如何用最有效的方式来完成任务,从而最大化你的研究产出。

评分

这本书的章节安排,给我最直观的感受是它的“全面性”和“逻辑性”。它就像一本循序渐进的指南,从最基础的计算机操作,到核心的编程语言,再到常用的生物信息学工具和算法,几乎涵盖了一个初学者需要掌握的所有关键领域。我记得书中关于编程语言的部分,特别是对Python的介绍,给我留下了极深的印象。当时Python在生物信息学领域的应用已经逐渐兴起,而这本书恰好提供了非常系统和实用的入门指导。它不仅仅是教你Python的语法,更重要的是,它通过生物信息学领域的实际案例,展示了Python如何被用来处理序列数据、进行统计分析、可视化结果等等。我跟着书上的例子,一步步地编写自己的Python脚本,解决实际问题。这种“边学边用”的学习模式,让我对编程的理解更加深入,也更加有成就感。书中还涉及了一些关于版本控制系统,比如Git的内容,这对于团队协作和代码管理来说至关重要。虽然当时我可能没有完全理解其全部的价值,但它已经为我埋下了对现代软件开发流程的认知种子。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有