Bioinformatics Programming in Python

Bioinformatics Programming in Python pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Flaig, Ruediger-Marcus
出品人:
页数:428
译者:
出版时间:2008-4
价格:701.00元
装帧:
isbn号码:9783527320943
丛书系列:
图书标签:
  • python
  • Bioinformatics
  • Programing
  • Computing
  • 生物信息学
  • Python编程
  • 计算生物学
  • 基因组学
  • 数据分析
  • 算法
  • 生物统计学
  • Python
  • 编程
  • 科学计算
想要找书就要到 本本书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

This first introductory book designed to train novice programmers is based on a student course taught by the author, and has been optimized for biology students without previous experience in programming.

By interspersing theory chapters with numerous small and large programming exercises, the author quickly shows readers how to do their own programming, and throughout uses anecdotes and real-life examples from the biosciences to 'spice up' the text.

This practical book thus teaches essential programming skills for life scientists who want -- or need -- to write their own bioinformatics software tools.

好的,这是一本关于生物信息学编程的图书简介,内容侧重于现代数据处理、算法应用与软件工程实践,但避开了《Bioinformatics Programming in Python》一书的具体内容和焦点: --- 现代生物数据科学与算法实践 深入解析下一代生物学研究中的计算范式与工程实现 本书导读: 在生命科学飞速发展的今天,海量组学数据(基因组学、转录组学、蛋白质组学等)的产生速度已远超传统分析方法的处理能力。这要求生物学家和计算科学家必须掌握一套强大的、可扩展的编程工具和算法思维,以从复杂数据中提取有意义的生物学洞察。本书旨在填补理论知识与前沿工程实践之间的鸿沟,为读者提供一个坚实的框架,用以构建高效、可靠且可复现的生物信息学分析流程。 我们关注的重点,是如何利用先进的编程语言特性、并行计算架构以及成熟的软件工程方法论,来驾驭和解释生物学中的复杂系统。本书不会局限于单一的脚本语言或特定的应用领域,而是致力于构建一种通用的、面向问题的计算思维模式。 --- 第一部分:生物信息学中的计算基础与数据结构重构 本部分旨在巩固读者对高效数据处理底层机制的理解,这是构建复杂分析管道的基石。 第一章:高性能计算环境的建立与资源管理 介绍现代高性能计算(HPC)集群环境(如SLURM, PBS Pro)的配置、作业调度机制和资源请求的最佳实践。重点探讨如何管理和优化内存占用、CPU时间片分配,以及如何利用容器化技术(如Docker, Singularity)确保分析环境的一致性与可移植性。我们将深入剖析虚拟环境管理(如Conda/Mamba)在大型项目中的作用,强调版本控制对生物学结果可复现性的决定性意义。 第二章:生物学核心数据结构的抽象与优化 生物学数据(如FASTA, FASTQ, SAM/BAM, VCF)具有高度特异性和冗余性。本章将探讨如何利用现代编程语言的高级抽象能力,设计出能高效处理这些稀疏、海量数据的内存结构。我们将研究位操作(Bitwise Operations)在序列比对标记(如CIGAR字符串的解析)和质量分数存储中的应用,对比不同的索引策略(如BWA-MEM的索引结构、基于图的索引)在查询速度和空间占用上的权衡。内容将涉及如何使用内存映射文件技术(Memory-Mapping)来处理远超物理内存容量的基因组文件。 第三章:并行化策略与多线程/多进程编程范式 生物信息学分析的瓶颈往往在于I/O和计算密集型任务的串行执行。本章将深入探讨实现并行计算的技术。内容覆盖进程间通信(IPC)机制、锁与同步原语在共享资源访问中的应用,以及如何有效避免死锁和竞态条件。我们将对比数据并行和任务并行在序列过滤、多样本比对预处理中的适用场景,并探讨如何利用库级并行(如OpenMP或特定语言的运行时优化)来加速核心算法的执行。 --- 第二部分:高级算法在基因组学与蛋白质组学中的工程化应用 本部分侧重于将经典的计算算法转化为可扩展的生物信息学解决方案,强调效率和准确性的平衡。 第四章:序列比对与组装的迭代算法实现 超越简单的启发式方法,本章将聚焦于动态规划算法(如Smith-Waterman、Needleman-Wunsch)在局部和全局比对中的精确实现。随后,我们将转向更具挑战性的组装问题。重点讨论图论在解决组装难题中的核心作用——包括De Bruijn图和Overlapping Graph的构建、遍历与简化算法(如K-mer计数、Contig生成)。我们将分析如何用高效的图数据库或内存图结构来管理数以亿计的边和节点。 第五章:差异表达分析的统计模型与矩阵运算加速 从原始计数到差异表达的发现,需要严谨的统计建模。本章不侧重于生物学假设检验本身,而是关注如何高效地执行大规模矩阵运算。我们将探讨如何利用线性代数库(如BLAS/LAPACK的优化实现)来加速负二项分布拟合、方差稳定化变换(VST)以及主成分分析(PCA)。内容将涵盖迭代求解器在拟合复杂回归模型(如涉及协变量的广义线性模型)时的性能优势。 第六章:单细胞数据的降维、聚类与轨迹推断 单细胞数据(scRNA-seq, scATAC-seq)的特点是高维度、高稀疏性与批次效应。本章将讨论先进的降维技术(如t-SNE、UMAP、SPECTRAL Embedding)的数学原理及其在保持生物学拓扑结构上的优劣。核心将放在构建和优化近邻搜索算法(如Ball Trees, Annoy, HNSW)以实现亚线性时间复杂度的聚类和细胞类型识别。此外,还将介绍基于微分方程或图嵌入的细胞轨迹推断模型的工程化实现。 --- 第三部分:面向生产环境的软件工程与数据治理 现代生物信息学项目不再是简单的脚本集合,而是需要构建健壮的、可维护的软件系统。 第七章:工作流管理系统的设计与优化 介绍成熟的工作流编排工具(如Nextflow, Snakemake, CWL)的设计哲学。重点在于如何利用这些工具实现依赖关系管理、自动重试机制和结果缓存。我们将设计一个模块化的分析流程,探讨如何定义清晰的输入/输出契约(Schema),并使用声明式编程思想来描述复杂的计算依赖图,从而最大化分析的可复现性和可扩展性。 第八章:数据质量控制(QC)与偏差校正的自动化管道 数据质量是所有下游分析的生命线。本章将构建一个自动化的QC模块,包括对原始测序数据的统计分布分析、异常值检测(基于鲁棒统计方法,如MAD)以及系统性偏差的量化。我们将探讨如何设计反馈回路,使得QC失败的样本能自动触发特定的预处理或过滤步骤,确保进入核心分析模块的数据达到预设的质量阈值。 第九章:结果可视化与交互式报告的集成 最终的洞察需要清晰的传达。本章将聚焦于如何将大规模的计算结果转化为交互式的、可探索的生物学报告。内容包括高性能的数据可视化库的选择(侧重于处理大量数据点的渲染效率),以及如何利用Web技术(如Jupyter Widgets, Dash/Streamlit的后端集成)来构建轻量级的内部数据探索平台,使用户无需深入代码即可进行参数微调和结果验证。 --- 总结与前瞻 本书提供了一套系统的、面向工程的生物信息学编程思维训练。它要求读者超越API的简单调用,深入理解底层算法的计算成本、数据结构的权衡,并运用现代软件工程的最佳实践来构建下一代生物学分析工具。掌握这些技能,将使研究人员能够独立开发出解决前沿生物学难题的创新型计算方案。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

这本书的内容非常丰富,涵盖了生物信息学中许多核心的分析技术。我曾经在处理高通量测序数据时遇到瓶颈,不知道如何有效地进行数据预处理和质控。这本书中的相关章节,详细介绍了如何使用Python脚本来清洗FASTQ文件,去除低质量的序列,以及进行序列比对。 我特别欣赏书中关于字符串处理和正则表达式的讲解。在生物信息学中,我们经常需要解析和处理各种序列文件,正则表达式是必不可少的工具。这本书提供了大量的实用示例,让我能够快速掌握正则表达式的用法。 另外,书中关于如何利用Python库来访问和解析生物信息学数据库(如NCBI GenBank, UniProt)的章节,对我帮助很大。我能够轻松地通过API接口下载我需要的基因序列、蛋白质信息等,并进行后续的分析。 本书的组织结构也非常合理,从基础到进阶,循序渐进。即使是对于没有编程经验的生物学背景研究人员来说,也能够轻松地理解和学习。我能够将学到的知识立即应用到我的研究项目中,并取得显著的效果。 这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能够激发创新思维的学习指南。它让我看到了Python在生物信息学领域的巨大潜力,并鼓励我去探索更广阔的应用空间。

评分

这本书的实用性极强,它提供了大量可直接用于实际生物信息学工作的Python代码示例。我曾经在进行基因功能注释时,需要处理大量的基因ID和GO术语。这本书中的相关章节,详细讲解了如何使用Python脚本来读取和解析GO注释文件,并进行有效的关联分析。 我特别欣赏书中关于如何利用Python进行数据清洗和预处理的指导。在生物信息学研究中,数据质量至关重要,而原始数据往往存在各种问题。这本书提供了实用的技巧和方法,帮助我有效地处理缺失值、异常值,并进行数据格式的统一。 此外,书中关于如何使用Python库来执行常见的生物信息学分析任务,如序列比对、基因表达分析、蛋白质结构预测等,都提供了详细的步骤和代码。我能够根据自己的研究需求,快速地找到并应用相关的工具。 本书的语言清晰易懂,即使对于没有深厚生物学背景的研究人员来说,也能够轻松地理解。它将复杂的生物信息学概念转化为易于理解的Python代码,让学习过程更加高效。 这本书不仅是一本技术指南,更是一本能够帮助我提升研究能力的学习伙伴。它让我能够更自信地应对生物信息学领域的各种挑战。

评分

这本书的深度和广度都让我印象深刻。它不仅仅是关于Python编程,更是关于如何将Python作为一种强大的工具来解决生物信息学中的复杂问题。我曾经在进行基因组组装和变异检测时,需要处理海量的测序数据。这本书中的相关章节,详细介绍了如何使用Python脚本来解析SAM/BAM文件,进行reads比对,以及如何利用Python库来检测基因组变异。 我特别欣赏书中关于算法效率和优化的讨论。在生物信息学领域,处理大规模数据集时,算法的效率至关重要。这本书提供了多种优化技巧,例如利用NumPy和Pandas进行向量化操作,以及如何使用并行计算来加速分析。 此外,书中还提供了如何利用Python来进行机器学习在基因预测和疾病诊断方面的应用。例如,如何使用scikit-learn来构建分类模型,并利用特征工程来提高模型的准确性。这为我提供了新的研究思路和方法。 本书的语言清晰流畅,即使对于初学者也能轻松上手。它将复杂的生物信息学概念和编程技术相结合,让学习过程更加有趣和高效。 这本书是一本非常全面的生物信息学Python编程指南,它不仅教会了我如何使用Python,更教会了我如何用Python来思考和解决生物学问题。

评分

这本书在数据管理和分析方面提供了非常实用的指导。我经常需要处理各种来源的生物数据,包括来自高通量测序仪的原始数据,以及从公共数据库下载的基因组和蛋白质组学信息。这本书详细讲解了如何使用Python来组织、清洗和存储这些数据,确保其准确性和一致性。 书中对于Pandas库的深入讲解,让我能够以前所未有的效率处理表格数据。无论是数据合并、分组统计,还是缺失值填充,Pandas都提供了简洁而强大的解决方案。我能够轻松地加载CSV、Excel等格式的文件,并对其进行各种转换和分析。 另外,书中关于如何构建自己的生物信息学工具库的建议,也让我受益匪浅。作者通过实例展示了如何将常用的分析脚本封装成可复用的函数,并编写清晰的文档。这不仅提高了我的工作效率,也使得我的代码更容易被他人理解和使用。 我特别喜欢书中关于错误处理和调试的章节。在进行复杂的生物信息学分析时,错误是不可避免的。这本书提供了多种调试技巧和工具,帮助我快速定位和解决问题。这让我能够更加自信地进行大规模数据分析。 这本书的内容非常贴近实际工作需求,让我能够快速地将所学知识应用到我的科研项目中。它不仅仅是学习Python,更是学习如何成为一名更高效、更可靠的生物信息学研究者。

评分

作为一名长期在生物信息学领域摸爬滚打的研究人员,我一直在寻找一本能够系统性地介绍Python在生物信息学中应用的书籍。这本书无疑满足了我的需求。它从基础的Python语法讲起,逐步深入到复杂的算法和应用,覆盖了基因组学、转录组学、蛋白质组学等多个领域。 我对于书中关于机器学习在生物信息学中的应用讲解尤为感兴趣。例如,如何使用Python库(如scikit-learn)来构建基因预测模型,或者进行蛋白质二级结构预测。书中提供的代码示例不仅可以运行,而且有详细的解释,让我能够理解模型的原理和实现细节。 本书对于并行计算和分布式计算的介绍,也让我看到了解决大规模数据处理问题的希望。在处理TB级别的基因组数据时,传统的单线程处理方式已经无法满足需求。书中提供的并行计算方法,例如使用`multiprocessing`库,让我能够充分利用多核CPU的优势,显著缩短分析时间。 我还会经常参考书中关于数据可视化部分的章节,利用Matplotlib和Seaborn来创建高质量的图形,以展示我的研究成果。这些图表不仅美观,而且能够清晰地传达复杂的生物学信息。 这本书的深度和广度都非常出色,它不仅教会了我如何使用Python,更教会了我如何用Python来思考和解决生物信息学问题。对于任何想要在生物信息学领域深入发展的人来说,这本书都是必不可少的参考。

评分

这本书的内容深度和广度都让我惊叹。它并非仅仅停留在基础的Python语法讲解,而是将Python的强大功能与生物信息学的具体应用场景紧密结合。从最基础的序列比对,到复杂的机器学习在基因预测中的应用,书中都有涉及。我之前尝试过学习一些生物信息学算法,但总是因为缺乏实际的编程经验而难以深入。这本书恰恰弥补了这一空白,它提供了大量的实践案例,让我能够亲手搭建和运行这些算法。 我特别喜欢书中关于算法优化的讨论,如何利用Python的特性来提高计算效率,处理大规模的生物数据集。这对于生物信息学领域至关重要,因为我们经常需要处理TB级别的数据。作者并没有回避这些技术挑战,而是提供了切实可行的解决方案。例如,在处理大规模基因组数据时,书中介绍的如何使用Pandas进行高效的数据筛选和聚合,以及如何利用NumPy进行向量化操作,都给我留下了深刻的印象。 此外,书中对常用的生物信息学文件格式(如FASTA, FASTQ, VCF, BAM)的解析和处理方法也讲解得非常细致。过去,我常常需要花费大量时间去理解这些文件格式的结构,并编写笨拙的解析代码。这本书提供的Python类和函数,让我能够更加优雅地读写和操作这些文件,极大地提高了我的工作效率。 更让我印象深刻的是,书中还涉及了并行计算和GPU加速等高级主题,这对于处理复杂的生物学模型和大规模模拟非常有帮助。虽然我还没有完全掌握这些技术,但这本书已经为我打开了新世界的大门,让我知道在未来的科研中,我可以利用这些先进的技术来突破计算瓶颈。 这本书的理论与实践结合得非常完美,既有深入的生物信息学原理讲解,又有可执行的Python代码示例,让我在学习过程中能够不断地获得成就感。它不仅仅是学习Python编程,更是学习如何用Python来解决生物学问题,是一种思维方式的转变。

评分

这本书对于理解和应用生物信息学领域的各种算法起到了至关重要的作用。我曾经在尝试理解和实现基因序列比对算法(如BLAST)时感到困惑,但这本书通过清晰的Python代码示例,让我能够直观地理解算法的逻辑和实现细节。 书中对于数据结构的选择和优化也进行了详细的讨论。例如,在处理大规模基因组数据时,如何选择合适的数据结构来存储和查询信息,以提高计算效率。这本书提供的解决方案,帮助我避免了许多常见的性能陷阱。 我还会经常参考书中关于生物信息学文件格式解析的部分。像SAM/BAM文件,VCF文件等,这些格式在实际工作中非常常见。书中提供了简洁高效的Python解析方法,让我在处理这些文件时能够事半功倍。 此外,这本书还涉及了如何使用Python来进行统计分析和建模,这对于解释实验结果和预测生物学过程至关重要。书中提供的统计库(如SciPy)的使用方法,让我能够进行更深入的数据分析。 总的来说,这本书是一本非常全面和实用的生物信息学Python编程指南。它不仅教会了我如何编写代码,更教会了我如何用编程的思想来解决复杂的生物学问题。

评分

作为一名刚接触生物信息学的学生,我曾经被各种复杂的算法和庞杂的数据格式弄得焦头烂额,直到我发现了这本书。它就像黑暗中的灯塔,为我指明了方向。作者并非直接抛出晦涩难懂的代码,而是循序渐进地引导读者理解生物信息学领域的核心问题,并通过Python这一强大且易于上手的语言来解决它们。我特别欣赏书中对每个概念的清晰阐述,从基因组测序数据的处理,到蛋白质结构预测的建模,再到系统生物学中网络分析的原理,作者都用简洁明了的语言和生动的例子进行了讲解。 尤其值得一提的是,书中关于数据可视化部分的详述,让我能够直观地理解那些抽象的生物学数据。我曾经花了很多时间去学习如何使用各种库来绘制基因组的结构,或者展示基因表达的热图,但总感觉不得要领。这本书提供的代码片段不仅可以即时运行,而且附带了详细的注释,让我知道每一行代码的作用,以及如何根据自己的需求进行修改。这种“授人以渔”的教学方式,让我从一个被动接受知识的学习者,转变成了一个主动探索的实践者。 通过阅读这本书,我不仅掌握了Python在生物信息学中的应用技巧,更重要的是,我培养了用编程思维解决生物学问题的能力。过去,我可能需要花费大量的时间去查阅文献,寻找现成的工具来完成某个分析任务,而现在,我能够根据自己的研究需要,快速地编写脚本来自动化这些流程。这极大地提高了我的研究效率,也让我对未来的科研之路充满了信心。 书中对于常用生物信息学数据库(如NCBI, Ensembl)的API接口调用和数据解析部分,更是我的救命稻草。我曾经被这些数据库海量的数据折磨得不知所措,不知道如何有效地提取我需要的信息。这本书提供的Python代码,让我能够轻松地批量下载和处理基因序列、基因注释信息等,极大地简化了我的数据准备工作。 而且,本书的排版和设计也十分人性化。代码块清晰,易于复制,术语解释准确,索引详尽。我可以在需要的时候快速找到相关的章节和内容。每次阅读,我都能有新的收获。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能够激发思考、引导实践的“圣经”。

评分

在我深入研究特定生物信息学问题时,我发现这本书提供的工具和方法论非常有帮助。比如,在进行基因组变异分析时,我需要能够高效地筛选和注释大量的SNP数据。这本书中的章节,详细讲解了如何使用Python库来读取VCF文件,并将其与基因组注释数据库进行比对,从而快速找出与疾病相关的基因变异。 我尤其欣赏书中关于数据结构和算法选择的讨论。作者会解释为什么在特定的生物信息学任务中,某种数据结构或算法比其他更有效率,以及如何用Python来实现这些算法。这不仅仅是简单的代码复制粘贴,而是对底层原理的理解和应用。 书中对于生物信息学中常见的图表绘制,如散点图、柱状图、折线图等,也有详尽的介绍。我需要用这些图表来展示基因表达的变化趋势,或者比较不同样本之间的差异。书中提供的matplotlib和seaborn库的使用方法,让我能够创建出美观且信息量丰富的图表。 更重要的是,这本书让我理解了如何将多个工具和技术整合起来,解决一个复杂的生物信息学问题。它提供了一种模块化的编程思路,让我能够将不同的分析步骤封装成独立的函数或类,方便复用和组合。 这本书不仅适合初学者,对于有一定生物信息学背景但缺乏编程经验的研究人员来说,也是一本极佳的学习资料。它帮助我将理论知识转化为实际操作能力,让我在科研中能够更加得心应手。

评分

这本书在系统生物学和网络分析方面提供了非常有价值的见解。我曾经在研究基因调控网络时,需要对大量的基因互作数据进行可视化和分析。这本书中的相关章节,详细介绍了如何使用Python库(如NetworkX)来构建和分析生物网络,并进行可视化展示。 我特别欣赏书中关于如何利用Python来模拟和预测生物过程的讲解。例如,如何构建简单的生物化学反应模型,并使用Python进行仿真分析。这有助于我更深入地理解生物系统的动态行为。 此外,书中还涉及了如何使用Python来进行自然语言处理(NLP)在生物信息学中的应用,例如从文献中提取基因和蛋白质信息。这为我提供了新的研究思路和工具。 本书的内容涵盖了生物信息学领域的多个前沿方向,让我能够不断地学习和掌握新的技术。它不仅教会了我如何使用Python,更教会了我如何用Python来探索和解决生物学中的未知问题。 这本书的深度和广度都让我感到非常满意,它是我在生物信息学学习和研究道路上不可或缺的参考。

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 onlinetoolsland.com All Rights Reserved. 本本书屋 版权所有