软件工程与生命科学的关系和未来应用预想(共3页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上软件工程与生命科学的关系和未来应用预想随着社会的进步，科技的发展，人们生活水平的提高，从21世纪开始，生命科学开始走进人们的视野中。在人们收入提高的同时，也开始追求高质量，高享受的生活。除了与日常生活密切相关的衣食住行，无处不在的生命科学也成为人们关注的重点。特别是近几年来，转基因食品的出现，新医学技术、药物、疫苗的使用，更加受到注重养生保健的人的关注。例如：“转基因食品是否安全？”，“新研发的药物临床是否有效，是否存在什么严重的副作用？”，“基因治疗能否实现？”等等。另一个与人们生活越来越不可分割的是软件工程。从人们日常办公用的电脑，手机，到娱乐和学习时用到的游戏，

2、手机app，互联网等等，都是基于软件工程这一学科建立起来的。作为一个软件工程专业的学生，我认为，想要成为一个优秀的软件工程师，就需要对每个学科都有所涉略，只有这样，才能设计出更好的，更符合人们需求的软件。而对于与人们日常生活关系密切的生命科学，更需要了解和学习。康柏电脑公司董事会主席曾在一次演讲上说道:“如今，我们很难将生物技术的进步与高性能计算领域的发展割裂开来。实际上，许多一流的科学家都相信，高性能计算是生物和医药的未来。今后，越来越多的具有强大功能的计算机和软件将会被用来搜集、存储、分析、模拟和发布信息。”。同样的，在1984年7月在联邦德国西柏林召开第14届国际植物学大会上，总结了植物

3、学总的三点发展趋势，其中，就有“以电子计算机为手段的数学模拟方面的研究和系统分析方面的研究”。因此，生物软件必将是软件工程未来的一个发展方向。电影透明人魔又名隐形人讲述了在美国的一个高度机密的军事实验室中，一群才华横溢的年轻科学家揭开了隐形术的秘密。他们以动物作实验获得了成功之后，傲慢的研究小组的头目不顾危险，坚决决定要在自己的身上做隐身术的实验最后引出的一系列事件。在电影的开头，该小组的实验遇到了瓶颈问题，用于隐形的药物的蛋白质分子不稳定，药效无法持续。在某个晚上，主角塞巴斯蒂安在软件上构造新的蛋白质结构（能够显示出蛋白质的结构然后添加和去除某些氨基酸，类似于乐高积木），终于找到了稳定的蛋白

4、质的结构。电影中的这类生物软件，是未来生物软件的一个预想。我们知道，生物的性状是通过蛋白质来表达的，而组成蛋白质的是氨基酸。在理论上，我们可以自己创造一种新的蛋白质出来，因为我们可以自由的对氨基酸进行排列组合。但是，我们并不知道，创造出来的蛋白质是否稳定，功能是否符合我们的预想，是否能够在生物体中正确表达。因此，假设在未来，我们能够实现一个与电影中类似的生物软件，我们能够在软件中给予蛋白质相应的环境，以测试创造出来的蛋白质的稳定性，功能等，那么，这必将大大加快生命科学的发展。目前，已经有一些生物软件能实现其中一些相对简单的功能。例如，在基因工程中比较常用到的Omiga2.0，它的主要功能是编辑

5、，浏览，蛋白质或核酸序列，分析序列组成。用Clustal.W进行同源序列的比较，发现同源区。实现了核酸序列与其互补链之间的转化，序列的拷贝、删除查找核酸限制性酶切位点基元（Motif）及开放阅读框（ORF），设计并评估PCR、测序引物。查找蛋白质解蛋白位点（ProteolyticSites）、基元、二级结构等。查寻结果可以以图谱及表格的显示，表格设有多种分类显示形式。利用Mange快捷键，用户可以向限制性内切酶、蛋白质或核酸基元、开放阅读框及蛋白位点等数据库中添加或移去某些信息。每一数据库中都设有多种查寻参数，可供选择使用。用户也可以添加、编辑或自定义某些查寻参数。可从MacVectorTM、

6、WisconsinPackageTM等数据库中输入或输出序列。另外，该软件还提供了一个很有特色的类似于核酸限制酶分析的蛋白分析，对蛋白进行有关的多肽酶处理后产生多肽片段。与Omiga类似的生物软件还有日立软件公司97年推出的DNASIS2.5，加拿大的Premier公司开发的PrimerPremier5.0等。目前，这类生物软件已经十分的优秀，但未来的生物软件的功能应更加强大，让生物软件成为声明科学研究中重要的组成部分。在另一部科幻电影中（忘记了电影名称，好像是蚁人），科学家在发明一种新的药品时，在软件中先模拟使用小白鼠进行实验，在模拟成功后，再进行实物的实验。这也许听起来很荒谬，但在科技不断

7、进步的今天，这一天将成为可能。听我认识的公卫的同学讲，他们每次做实验用的小白鼠，青蛙，兔子等的培养成本都不算低。试想一下，如果当这种生物软件成为可能，那必将为科学研究人员降低了很大的一部分成本。因为每一种新药品，新技术的成功，都是研究人员经过许多次实验后的成果。虽然，在生物软件是模拟的结果，但是，每一次模拟实验的结果都具有重大的参考价值。在生物软件促进生命科学的快速发展的同时，生命科学也为软件工程的进一步发展提供了可能。软件的运行离不开良好的硬件设备的支持，软件的发展也要求硬件设备的功能能不断更新支持。20世纪前使用的计算机是以硅芯片为基础的，由于受到了物理空间的限制、面临耗能和散热等问题，将

8、不可避免地遭遇到发展的限制，要取得重大的突破，需要依赖于新材料的革新。2000年美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学及根据生物大分子在不同状态下可以产生有和无信息的特性，研制出分子开关。2001年世界首台可自动运行的DNA计算机问世，并被评为当年的世界十大科技进展。生物软件的出现为生命科学的研究提供了强有力的后盾，而生命科学的进步也为软件工程的发展提供了基础的保障。就如同哲学中所说的，事物间具有普遍的联系性，不仅仅是单方面的联系，而是相互间的联系和作用。他们间相互促进，共同发展，不断提高。中国工程院副院长侯云德曾在第三届中国国际高新技术成果交易会论坛中指出，应该把生物技术产业定位为仅此于信息产业的重点产业。他说，信息和生物技术是关系我国新世纪经济发展和国家命运的关键技术，并将成为我国创新产业的经济增长点。软件工程作为信息产业的一种，和生物产业都是高科技的产物，在生命科学的研究中，离不开软件工程技术的支持，生命科学的发展因生物软件的存在而提速，软件工程也因生命科学的进步而得到进一步发展的基础支持。专心-专注-专业