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高性能计算为生物信息学加速

伴随着基因组研究日新月异的快速发展,相关信息出现了爆炸性增长,迫切需要对海量生物信息进行处理。以DNA碱基数为例,其增长速度呈指数性增长,大约每14个月就会增长一倍,这种增长速度只有计算机运算能力的增长可以与之相比。所以在当前基因组信息爆炸的时代,需要建立超大规模计算系统,用更准确、更可靠的方法来分析这些数据,从中获得有用的信息是生物信息学取得成果的决定性步骤。 $$  近日,具有万亿次浮点运算能力、基于四核处理器的联想高性能机群——深腾1800落户于上海交通大学,承载着该校在生命科学研究领域的多种核心应用软件。上海生物信息技术研究中心主任李亦学在接受记者采访时说: “生物与计算结合最早叫做计算生物学,从要求来讲,能够进行大规模计算即可,对单个CPU结点的内存没有多大的要求,但随着生物学的发展,对计算机的要求变得比较复杂。一个完整的解决方案,要求对大量不同的数据库同时进行快速检索,然后是数据整合...  (本文共1页) 阅读全文>>

《教育教学论坛》2018年22期
教育教学论坛

主题式生物信息学教学理论和实践初索

一、引言生物信息学是利用计算机对生物信息进行储存、检索和分析的交叉学科[1]。涉及对生物大分子序列数据的进行整理、储存、分析、加工;医院信息化及电子病历数据的分析和挖掘;以及分子生物学实验的信息处理[2-3]。因此,对医学专业的学生而言,具备一定程度的理解和应用能力是十分必要的。在我国,许多医学院校陆续将生物信息学设置为基础课程或选修课[4],而生物信息学在本校尚处于起步和探索阶段。因此,结合科研中的一些切身体会,学习我国医学院校开展生物信息学课程的模式,联合本校计算机专业及医学统计学教师,共同建立出一套合理实用的医学生物信息学的课程,并加以实施和开展理论及实验教学,并对实施效果加以评价[5-6]。二、课实施情况分析1.课前问卷调查:为了了解广大学生对生物信息学这门课程的需求,2016年12月,我们开展课前问卷调查,内容涉及:对本课程的认识程度、学习的兴趣度等,覆盖全校7个专业的560名同学,包括临床医学、预防医学、药学、中药学...  (本文共2页) 阅读全文>>

《生物信息学》2018年02期
生物信息学

《生物信息学》课程教学模式探讨

生物信息学是由生物学、计算机科学、应用数学等学科交叉而成的新兴学科。随着人类基因组计划(HGP)的不断推进,生物信息学已经成为当今生命科学中最具活力的前沿领域之一。2002年,我国一些高等院校和研究机构开始向教育部申请设立生物信息学本科专业[1],生物信息学课程的教学实施也随之受到了越来越多的关注。目前,中国科技大学、山东大学、哈尔滨医科大学等高校已经开展了生物信息学课程。然而,中国目前的生物信息学教育尚未形成较成熟的教育体系,与欧美国家相比,还存在较大的差距[2]。因此,如何在高校内实施生物信息学课程教学,目前仍然处于探索和实践的阶段。1开设生物信息学课程的必要性1.1生物信息学的兴起20世纪后期,生物科学技术的迅猛发展,使得生物科学的数据资源无论是从数量上还是质量上都得到了极大的提升。生物科学领域相关数据的迅猛增长,就使得发展一种强有力的方法去存储、处理、分析这些生物数据成为迫切需求。直到20世纪80~90年代,计算机科学技...  (本文共4页) 阅读全文>>

《课程教育研究》2017年09期
课程教育研究

新技术背景下对生物信息学教育的重新审视

一、引言日前,生物技术的发展使得海量生物数据不断产生,随着大量数据的出现,生物计算对运算速度、数据处理、数据存储、计算成本等各方面的不同需求也越来越强烈。生物信息学(Bioinformatics)是在生命科学研究中,主要通过研发并应用计算机技术、统计与数学方法,对海量生物数据进行存储、管理、检索、分析、建模,从而解决生物学问题,发现新的生物学规律,以获得传统生物学研究手段无法获得的创新发现。它是当今生命科学的重大前沿领域之一,同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。而随着云计算、大数据两个强大技术背景的出现,生物信息学必将在生命科学领域研究中能给予更大的支持和引领作用。因此,如何将以上重要的技术运用到生物领域的各项研究中,除了对技术本身的掌握外,重要前提之一就是重视生物信息学的学习和掌握程度。本文将从以下几个方面阐述。二、生命科学研究过程中产生的数据现状生命科学各领域研究过程中产生的数据正在急速增长,尤其是2010年以来,随着...  (本文共2页) 阅读全文>>

《生物学教学》2004年10期
生物学教学

说说生物信息学

生物信息学是上个世纪80年代末随着基因组测序数据迅猛增加而逐渐兴起的一门新的学科,也是当今国际上正在迅速发展的自然学科领域最重要的课题之一。本文主要从生物信息学的概念、生物信息学的研究内容和任务、生物信息学的现状和展望作了一些阐述。l生物信息学 生物信息学是用信息科学的技术手段,以计算机和计算机网络为主要工具,研究和开发生物信息,为生命科学和生物技术各个学科领域服务。从内容上来说,生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,在获得了蛋白质编码区的信息之后进行蛋白质空间结构模拟和预测,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。 在基因组研究时代,基因组信息学、蛋白质的结构模拟、药物设计有机的连接在一起,它们是生物信息学的三个重要组成部分。生物信息学的核心是基因组信息学。基因组信息学包括基因组信息的获取、处理、存储、分配、分析和解释的所有方面。它包含两方面的内容:一方面是发展有效的信息分析工具,构建适合于基因组研究的数据库,用...  (本文共2页) 阅读全文>>

《时代教育》2018年01期
时代教育

生物信息学的本科教学实践

生物信息学是一门综合了生物学,信息科学和统计学等诸多学科的一门交叉学科。随着测序技术和计算机技术的进步,生物信息学已经发展成为生物学研究中必不可少的技术手段。生物信息学也逐渐成为不少院校生物学专业的必修课。笔者通过近几年的教学实践,摸索出一些在生物信息学教学中行之有效的经验。本文抛砖引玉,通过讨论生物信息学教学中的一些基本问题,试图回答生物信息学“学什么”和“怎么学”。作为一门交叉学科,生物信息学的内容包罗万象,选择哪些内容进行讲授,也很大程度上取决于授课人的研究背景和课程设置的目的。笔者认为,生物信息学的本科教育,一方面要为学生打下基础,为以后更加深入学习生物信息学做好准备。另一方面,也要兼顾实践性,让学生可以掌握一些基础而又实用的生物信息学工具。同时,生物信息学的教学也要体现生物学的基本规律。因此,在内容选择上,笔者设计的生物信息学课程包含了序列,结构,功能和进化这几个互相联系的板块,涵盖了数据库,序列比对,蛋白质结构预测和...  (本文共1页) 阅读全文>>