Fuzzy 逻辑在生物信息学中的应用

----- Applications of Fuzzy Logic in Bioinformatics

 

作者:   Dong Xu, James M. Keller, Mihail Popescu, Rajkumar Bondugula

出版:   Imperial College Press

索书号:  Q811.4/A652/2008/Y

ISBN:     9781848162587

藏书地点: 武大外教中心

 

模糊逻辑(Fuzzy Logic):模仿人脑的不确定性概念判断、推理思维方式,对于模型未知或不能确定的描述系统,以及强非线性、大滞后的控制对象,应用模糊集合和模糊规则进行推理,表达过渡性界限或定性知识经验,模拟人脑方式,实行模糊综合判断,推理解决常规方法难于对付的规则型模糊信息问题。模糊逻辑善于表达界限不清晰的定性知识与经验,它借助于隶属度函数概念,区分模糊集合,处理模糊关系,模拟人脑实施规则型推理,解决因“排中律”的逻辑破缺产生的种种不确定问题 。

创立和研究模糊逻辑的主要意义:运用模糊逻辑变量、模糊逻辑函数和似然推理等新思想、新理论,为寻找解决模糊性问题的突破口奠定了理论基础,从逻辑思想上为研究模糊性对象指明了方向;模糊逻辑在原有的布尔代数、二值逻辑等数学和逻辑工具难以描述和处理的自动控制过程、疑难病症的诊断、大系统的研究等方面,都具有独到之处;在方法论上,为人类从精确性到模糊性、从确定性到不确定性的研究提供了正确的研究方法;此外,在数学基础研究方面,模糊逻辑有助于解决某些悖论。对辩证逻辑的研究也会产生深远的影响。当然,模糊逻辑理论本身还有待进一步系统化、完整化、规范化。

生物信息学是在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然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。其研究重点主要体现在基因组学(Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)两方面,具体说就是从核酸和蛋白质序列出发,分析序列中表达的结构功能的生物信息。

生物信息学经历了三个阶段:前基因组时代(20世纪90年代前) 这一阶段主要是各种序列比较算法的建立、生物数据库的建立、检索工具的开发以及DNA和蛋白质序列分析等。基因组时代(20世纪90年代后至2001年) 这一阶段主要是大规模的基因组测序,基因识别和发现,网络数据库系统地建立和交互界面工具的开发等。后基因组时代(2001至今) 随着人类基因组测序工作的完成,各种模式生物基因组测序的完成,生物科学的发展已经进入了后基因组时代,基因组学研究的重心由基因组的结构向基因的功能转移。这种转移的一个重要标志是产生了功能基因组学,而基因组学的前期工作相应地被称为结构基因组学。

Fuzzy 逻辑在生物信息学中的应用》许多生物系统和物体本质上是模糊的,因为它们的性质和行为包含随机性或不确定性。另外,已经表明,精确或最佳的方法在许多生物信息学问题中具有显着的限制。 模糊集理论和模糊逻辑理想地描述了一些生物系统/对象,为某些生物信息学问题提供了很好的工具。本书综合运用模糊概念和方法,包括本体相似度的测量,蛋白质结构预测/分析和微阵列数据分析,重点讨论几个重要的生物信息学课题。它也评论其他生物信息学应用使用模糊技术。

Fuzzy 逻辑在生物信息学中的应用一书于2008年由Imperial College Press出版,作者Dong Xu, James M. Keller, Mihail Popescu, Rajkumar Bondugula本书主要内容包括:介绍生物信息学;介绍模糊集理论和模糊逻辑;模糊本体论的相似性;结构生物信息学中的模糊逻辑;微阵列数据分析;其他应用;总结;基本的生物逻辑概念;网上资源。

Fuzzy 逻辑在生物信息学中的应用》一书作为生物信息学专业研究读物,是生物学和计算机学科的综合书籍,观点新颖独到,内容饱满详实、语言浅显易懂,除此之外,还包括一些其他的特点:

1、本书是对Fuzzy逻辑的全面讲述,从概念,到原理,以及应用,循序渐进。虽然生物信息学是一个抽象的学科,本书将抽象的理论简单化,有利于读者理解。

2、在线支持增强:额外资料,如问题列表、程序示例和附加材料等,都已提供在本书站点上。

3、对教学有用的新改进:以下有助于教师和学生更好的使用本书:

   —简明引言:对每张的背景和内容都做了简洁介绍

   —章节必会:对每章里学生应该掌握的概念和技术做了小结

   —专业词汇:定义每张中的专业词汇

   —问题列表:教师可用这些问题来测试学生对每一章节概念和技术的理解掌握程度

   —实用案例:描述如何应用计算机技术来解决现实送的生物学问题

总的说来,Fuzzy 逻辑在生物信息学中的应用》一书对本科生和研究生来讲,本书将是一本理想的基础教科书。同时它也高度实用与自学人群,如那些喜欢应用计算机分析方法术的科研人员以及那些学术和工业实验室里的信息技术专家们。

 

本书目录:

前言

第一章 介绍生物信息学

第二章 介绍模糊集理论和模糊逻辑

第三章 模糊本体论的相似性

第四章 结构生物信息学中的模糊逻辑

第五章 微阵列数据分析

第六章 其他应用

第七章 总结

第八章 基本的生物逻辑概念

第九章 网上资源

 

 

(武汉大学生命科学学院研究生  张英)