大数据时代的天文学研究

天文学已经进入数据密集型时代或者说大数据时代.面对海量天文数据在存储、计算、网络、软件、算法乃至工作模式等方面的需求和挑战,天文学家连同计算机和信息技术领域的专家正努力使基于科学数据的知识发现过程变得更加容易.虚拟天文台旨在实现科学数据的互操作,打造一个全球性的数据网格.天文信息学则从分支学科的高度来考虑天文学的长远发展.数据挖掘和知识发现在数据密集型时代大有可为,自身也必将获得长足发展.本文简要论述天文学研究在数据密集型时代所面临的挑战,介绍虚拟天文台理念和最新进展,探讨天文信息学发展的必要性和所包含的研究内容,阐明数据挖掘和知识发现的必要性和发展方向.     

大数据哈希学习:现状与趋势

随着信息技术的迅速发展,各行各业积累的数据都呈现出爆炸式增长趋势,我们已经进入大数据时代.大数据在很多领域都具有广阔的应用前景,已经成为国家重要的战略资源,对大数据的存储、管理和分析也已经成为学术界和工业界高度关注的热点.收集、存储、传输、处理大数据的目的是为了利用大数据,而要有效地利用大数据,机器学习技术必不可少.因此,大数据机器学习(简称大数据学习)是大数据研究的关键内容之一.哈希学习通过将数据表示成二进制码的形式,不仅能显著减少数据的存储和通信开销,还能降低数据维度,从而显著提高大数据学习系统的效率.因此,哈希学习近年来成为大数据学习中的一个研究热点.本文对这方面的工作进行介绍.     

生物医学大数据的现状与展望

生物医学是一门新兴的前沿交叉学科,它综合了医学、生命科学和生物学的理论和方法而发展起来.近年来随着先进仪器装备与信息技术等越来越广泛和深入的整合到生物技术中来,生物医学研究中越来越频繁的涉及到大数据存储和分析等信息技术.大数据时代的来临对生物医学研究产生了重大影响.其中,一个重要发展趋势就是由假设驱动向数据驱动的转变.数十年来分子生物学水平上的实验目的是获得结论或者是提出一种新的假设,而现在基于海量生物医学大数据,可以对海量数据的研究来探索其中的规律,直接提出假设或得出可靠的结论.随着先进的生物分析技术的不断推出和更新,生物医学数据迅速积累.基于此类大数据一些以往不能解决的问题将有望解决,同时相关生物医学研究的新问题也层出不穷.生物医学相关的大数据技术和相关应用主要包括:基于高通量测序的个性化基因组、转录组和蛋白组研究,单细胞水平基因型和表型研究,人类健康相关微生物群落研究,生物医学图像研究等.相关生物医学大数据分析任务均具有着数据密集和计算密集的双密集性特点.要充分地利用这些大数据解决一系列生物医学问题,迫切需要高通量、高效率、高准确性的生物信息存储和分析策略.本文总结和回顾生物医学大数据的生成、管理和分析相关的一系列问题,其中重点讨论人体微生物群落、单细胞表型和基因型、生物医学图像等新近出现的生物医学大数据形式,以及相关数据分析和应用前景等.基于目前生物医学大数据的现状我们可以发现,生物医学大数据的研究正处于蓄势待发状态:适应于生物医学大数据的软硬件平台、大数据存储、大数据分析挖掘等方法等还不成熟,制约着生物大数据的研究.然而一旦相关研究获得突破并有所优化和应用,将会全方位地支撑生物医学大数据的深入解构;进而有助于对医学现象的趋势分析和预测,服务于相关的遗传疾病研究、公共卫生监控、医疗与医药开发等广泛生物医学应用.     

我国核数据发展现状与未来发展的思考

核数据是核事业发展的基础数据,在国防建设、国民经济建设以及基础科学研究领域起着重要的作用.核数据是联系核物理基础研究和核工程以及核技术应用的重要桥梁,是核物理研究的一个重要分支学科.我国核数据工作经过近50年的发展,取得了众多的研究成果,也在一定程度上满足了国内用户对核数据的需求.目前,随着我国国防建设、核能及核技术应用研究的不断深入发展,对核数据提出了更高、更急迫的需求.但是我国核数据现有的研究能力在相关理论、实验和队伍方面逐渐呈现出无法适应目前核数据需求的趋势.本文简要介绍了核数据的种类和用途;评述了国际核数据发展动态、我国核数据工作发展历程、取得的成果以及核物理基础研究对核数据的重要性;此外还介绍了新形势下我国核数据工作面临的新需求、新问题以及新机遇;最后我们探讨了未来几年我国核数据工作应该需要重点关注的几个重要问题.     

神经影像大数据与心脑关联:方法学框架与应用

心理科学成为一门成熟科学的必要条件之一是建立心理学概念与神经活动的联系,即心脑关联.当前心脑关联研究通常以心理学概念为出发点形成研究假设,推断脑功能活动特征与心理学概念的关联.心理学概念的形成依赖于观测者的主观经验和一致观念,它们未必反映神经系统的功能组织结构.经过近20年的心脑关联研究,我们仍然难以建立明确而科学的心理学概念与脑活动特征之间的关系.本文综述了当前心脑关联研究的瓶颈、分析其本质原因,并提出以脑为中心、以神经影像大数据为基础的心脑关联研究框架.随后,举例综述新的心脑关联研究框架下神经影像大数据及其方法论.最后,讨论2个实际应用以说明新研究框架对发现心脑关联的独特作用.     

面向可持续发展的资源关联研究:现状与展望

中国传统文化认为"金、木、水、火、土"五行相生相克,这是最早描述物质要素之间相互关联的系统性学说.在现代科学语境中,支撑和制约可持续发展的关键自然资源主要包括矿产资源、生物质资源、水资源、能源和土地资源,大致与"五行"对应.它们之间存在广泛的依赖、替代、竞争和互补关系.近10年来,全球兴起了"资源关联"(resources nexus)的研究热潮.本文对资源关联研究进行了文献计量分析,综述了常用研究方法、模型和数据,分析了资源关联的驱动力、影响因素及其对社会经济可持续发展的作用.主要发现如下:(1)日益紧密的资源关联关系对可持续发展的影响不断增强;(2)全球化驱使资源关联由区域性向全球性开放系统延伸;(3)资源关联使可持续发展目标之间既存在协同也存在冲突;(4)资源关联对社会经济可持续发展转型既有促进也有制约作用.未来可以在四方面深化该领域的研究:(1)拓展资源关联的研究范畴;(2)揭示资源关联的内在机制及其影响;(3)构建通用、开放、共享、可拓展的数据平台;(4)加强资源关联研究的可持续发展决策支撑能力.     

科学大数据与数字地球

大数据研究正发展为科技、经济、社会等各领域的关注焦点,诸多国家已将大数据研究上升至国家战略层面.本文从时空角度论述了大数据的缘起、内涵与发展势态,分析了科学大数据成为科学研究新途径的历程——科学范式开始从模型驱动向数据驱动发生转变.给出了科学大数据的定义及科学大数据计算的应对策略.进一步地论述了数字地球学科的基本理论框架和数字地球中的数据系统,指出了数字地球学科具有大数据的鲜明特点.最后以"胡焕庸线"形成机理的空间认知研究为例,具体阐述了数字地球学科中的大数据研究的理论和方法.     

大数据时代的数据素养教育

正数据素养是大数据时代对科研人员所提出的要求。国外各大学已在广泛开展数据素养教育。在中国,如何提高下一代科学家的数据素养,使他们具备在大数据时代开展科学活动的能力,是一项紧迫的重要任务。随着信息技术和网络技术的迅速发展,科学研究数据呈现爆炸性增长的态势。利用各种各样的研究工具和实验设备,通过模拟、仿真、计算和观察,在科学研究过程中不断产生和创造出大量"原生态数字信息",形成特定科学领域的数据集和数据场。如美国大规模科学项目"泛星计划"(全景式巡天望远镜和快速反应系统),每年在运行中可捕获2.5PB(1PB=10~(15)字节)的数据;国际上高能物理学研究领域的LHC(大型强子对撞机)每年能产生50～100PB的数据;小规模研究     

婴儿尿布与啤酒--"数据挖掘"的魅力

“婴儿尿布与啤酒”,这二者看似风马牛不相及,但在特定的条件下,它们之间却有着密切的关联!进而还引发和创建了一门全新的信息技术——数据挖掘(date miming)。 在美国一个超级市场内,管理人员从每天商品销售的记录中发现:来超市购买婴儿尿布的年轻父亲约有30％～40％会顺便买几瓶啤酒。根据这一发现,超市即调整了商品的摆放位置:将以上商品尽可     

智能医学的现状与未来

随着医学人工智能、医疗大数据分析、智能药物研发、手术机器人、影像导航精准诊疗等技术的不断发展与临床应用,智能医学作为古典医学、生物医学后新的发展阶段,已呈现出以基础理论创新驱动、以技术应用迭代牵引为特征的现代医学新形态、新范式,推动构建完整知识体系并促进关键技术不断创新已成为智能医学领域的最重要课题.本文结合第Y6次香山科学会议的主要观点与见解,围绕“智能医学基础理论与关键技术”这一主题,深入讨论国内外智能医学的学科现状,展望智能医学未来发展的主要趋势,阐述了在智能医学材料与器械、多物理场融合、生物信息与医学硬件的整合一体化、生物技术与信息技术的协同增效等领域的重大变革,以冀进一步推动我国智能医学在理论、技术、业态、应用的理念创新与范式突破.     

全球海洋预报与科学大数据

全球海洋预报是当前国内外海洋预报领域的前沿方向之一,与实施海洋强国战略、维护国家海洋权益,以及开发深远海资源等各类海洋活动日益走向深海大洋的迫切需求有着密切的关系.全球海洋预报的突出特点是使用并生成海量的数据,充分体现了大数据的基本特征.本文从论述大数据的起源、概念和本质开始,介绍了全球海洋预报的基本理论,进一步结合数据同化、模式数据和产品分发等3个方面具体阐述了全球海洋预报中使用的观测数据和生成的模式数据等大数据.最后展望了全球海洋预报以及海洋大数据未来发展中面临的挑战和亟需解决的关键科学问题.     

基于嵌入式LINUX系统的温度场数据中继技术研究

文章在对嵌入式系统多线程编程技术研究的基础上，基于嵌入式LINUX构建了温度场数据采集系统数据存储与中继单元，进而提出利用嵌入式LINUX进行数据中继可以实现的理论。     

日本产品开发的现状与未来

日本产品开发的现状与未来张东峰译日本已明显失去产品开发的优势企业的竟争力是由制造部门的生产率、开发部门的工作效率及相关部门的生产力之总和所决定。对日本企业相关部门的生产力在过去一段时期也议论纷纷，事实上根子在于被议论忽视的制造部门与开发部门。１９９４...     

基于嵌入式LINUX系统的温度场数据中继技术研究

文章在对嵌入式系统多线程编程技术研究的基础上,基于嵌入式LINUX构建了温度场数据采集系统数据存储与中继单元,进而提出利用嵌入式LINUX进行数据中继可以实现的理论.     

不完全弹道测量的数据融合技术

考虑了在航天测控中出现的不完全弹道测量中的数据处理问题,所谓不完全弹道测量是指在测量中主要测量设备未获取某些段落的数据,无法求解弹道参数（位置、速度等）．提出：在建立节省参数的弹道估计的联合模型基础上,充分利用精度较低的辅助测量设备的数据,通过主要测量数据和辅助测量数据的交叉时段系统误差诊断和估计来实现各类数据的有效融合,从而提高弹道参数的估计精度．并给出了数据融合后的确定弹道参数精度的方法．     

面向大社交数据的深度分析与挖掘

社交网络在线化是大数据时代的典型特点,也是大数据产生的重要原因之一.本文从大数据的特点着手,结合互联网络尤其是在线社交网络的发展趋势,介绍大数据在提升国家信息产业科学化水平、引领新型互联网经济发展、推动社会学与信息科学交叉发展等方面带来的重大机遇;分析在线社会网络中存在的关键问题,阐述网络大数据研究在语义理解与分析、多模态关联与融合、群体行为分析与挖掘、多维分析与可视化、系统的研发与集成等方面面临的巨大技术挑战,以及当前国内外在大数据分析和在线社交网络领域的主要研究工作;总结和展望网络大数据研究的未来方向和前景.     

大数据与云存储

正大数据究竟有多大?云存储是什么样的存储器?在新互联网时代,这些词汇让我们应接不暇。"大数据"作为时下最火热的IT(information technology)行业的词汇在互联网时代显得越来越重要。随之而来的数据仓库、数据安全、数据分析、数据挖掘等围绕大数据商业价值的利用逐渐成为行业人士争相追捧的利润焦点。     

瑞士科研政策的现状与未来

“研究”一词对我们来讲是一个多少有些熟悉的用语。但是,人们对它的理解却有很大差别。对一些人来讲,它意味着是对可以导致在将来出产品的知识进行研究;而另一些人则相反,把研究看作是缺乏实际才智的教授们特别喜爱的消遣玩意,也就是说把它看作是纯粹的浪费。研究包含着大量的活动,从研究古代的手稿到研究测试建筑物中热损耗的方法,其目的在于增长人们的科学知识。     

俄核潜艇部队的现状与未来

2000年8月12日,属于俄罗斯的1艘"奥斯卡"级Ⅱ型巡航导弹攻击核潜艇"失手"沉没了.这一事件除了使拥有潜艇的国家慌忙检查自家潜艇的"健康"状况外,更多的目光则盯向了已"隐居"近十年之久的俄核潜艇部队.