生物信息学算法导论

这是一本关于生物信息学算法和计算思想的导论性教科书，原著由国际上的权威学者撰写，经国内知名专家精心翻译为中文，系统介绍推动生物信息学不断进步的算法原理。全书强调的是算法中思想的运用，而不是对表面上并不相关的各类问题进行简单的堆砌。

体现了以下特色：
阐述生物学中的相关问题，涉及对问题的模型化处理并提供一种或多种解决方案：
简要介绍生物信息学领域领军人物；
饶有趣味的小插图使得概念更加具体和形象，方法更容易被领会，激励学生学习的兴趣并鼓励他们加入到生物信息学研究工作中来。
书中的大量论述表明：较少的几种设计思想就能解决大量的生物学难题。

目前，可供本科学生使用的生物信息学著作为数不多，本书恰恰是其中的一本。国内生物信息学，计算生物学、计算数学等领域的本科生、研究生和其他研究人员，会从书中汲取基本的算法原理、解决实际问题的方法和技巧，进而更好地从事相关研究工作。

前言
20世纪90年代初，当我们中的一位第一次讲生物信息学课时，他还不能确定会有多少学生来听。虽然那时SmithWaterman算法和BLAST算法已经被开发出来了，但在生物学家中还不像现在这样广为流传，甚至“bioinformatics（生物信息学）”一词还没有被创造出来。那时，大多数人认为DNA阵列只不过是尚未确定实际应用的智力玩具，只有少数狂热分子认为这是一项拥有巨大潜力的技术。为数不多的生物信息学专家开始为尚不存在的数据集发展新的算法思想：David Sankoff设立了一项基金，专门鼓励在缺乏基因次序资料时所作的基因组重排研究；Michael Waterman和Gary Stormo在几乎没有启动子样本可用时发展了基序（或称为模体，motif）查找算法；在还没有装配好细菌基因组时，Gene Myers就研发了一个精致的片段装配工具；当长为172 282个核苷酸的EpsteinBarr病毒还是GenBank中最长的序列时，Webb Miller已在梦想比对十亿核苷酸长度的DNA序列了。GenBank也恰好刚刚完成了自身的转变，从一系列（纸张！）装订的册子转变为记录在磁带上的电子数据库，从而可以发送给世界各地的科学家们了。

我们必须回到20世纪80年代中期和90年代早期去感谢在这十年中生物学所发生的变革。然而，生物信息学比生物学的影响更大——它对计算科学也产生了深远的影响。生物学已快速成为新算法和统计问题的一大数据源，而且应用在生物学上的算法之多也超越了其他任何一种基础科学。将计算机科学和生物学联系起来具有重要的教育意义，它不仅改变了我们教生物学家计算思想的方法，也教给了计算机科学家们懂得如何应用算法。

过去，只有计算机科学家们才学习计算机科学这门课程，而且仅局限于来自其他学科的少数学生。在20世纪90年代早期，几乎不可能（虽然欢迎）看到生物学专业学生去上算法课。但是现在情况改变了，许多生物学专业的学生都了解了一些浅显的算法知识。同时，好奇的计算机科学专业的学生也会学习一些遗传学和生物信息学的基础知识。虽然这样做的学生相对来说还是少数，但要知道在20世纪90年代初期几乎还没有生物信

息学课程，而现在看来数量已经不少了。我们预见，大学本科生的生物信息学课程将成为所有一流大学的固定课程。这是必然的趋势，而不是空想。

这是一本关于生物信息学算法及其计算思想的导论性教科书，近20年来，正是这些计算思想推动着生物信息学算法的发展。还有许多重要的概率和统计技术以及当前生物信息学专家们正在研究的重要课题尚未涉及到。我们故意不包括计算生物学的所有领域，例如，像蛋白质折叠这样重要的课题甚至也没讨论。最早的生物信息学教科书是由Waterman在1995年写的［108］，此书极好地介绍了DNA统计；而Gusfield在1997年写的书［44］可以说是字符串算法的大全。Durbin等在1998年写的书［31］和Baldi与Brunak在1997年写的书［7］则着重于隐马氏模型和机器学习技术；Baxevanis和Ouellette在1998年写的书［10］是一本优秀的生物信息学实用指南；Mount在2001年写的书［76］很好地描述了生物学问题与生物信息学技术之间的联系；Bourne和Weissig在2002年写的书［15］则将重点放在蛋白质生物信息学方面。网络上也有许多生物信息学课程笔记，我们从互联网（WWW）上由Serafim Batzoglou、Dick Karp、Ron Shamir、Martin Tompa等人提供的材料学到了许多有关生物信息学的教学法。

网站与本书相伴，我们建立了网站http://www.bioalgorithms.info。此网站为本书提供了大量的补充材料。例如，虽然书中没有词汇表，但是提供了一个索引，并在上述网址中有详细介绍。懂得技术的学生也可以下载实际的生物信息学练习题、书中算法的例子以及测试这些算法的数据。老师和学生们都可以从网站上得到预制的讲义。我们希望这个网站可作为有助于引导学生们进入生物信息学多变世界的信息宝库。

这是一本关于生物信息学算法和计算思想的导论性教科书，原著由国际上的权威学者撰写，经国内知名专家精心翻译为中文，系统介绍推动生物信息学不断进步的算法原理。全书强调的是算法中思想的运用，而不是对表面上并不相关的各类问题进行简单的堆砌。
体现了以下特色：
阐述生物学中的相关问题，涉及对问题的模型化处理并提供一种或多种解决方案：
简要介绍生物信息学领域领军人物；
饶有趣味的小插图使得概念更加具体和形象，方法更容易被领会，激励学生学习的兴趣并鼓励他们加入到生物信息学研究工作中来。
书中的大量论述表明：较少的几种设计思想就能解决大量的生物学难题。
目前，可供本科学生使用的生物信息学著作为数不多，本书恰恰是其中的一本。国内生物信息学，计算生物学、计算数学等领域的本科生、研究生和其他研究人员，会从书中汲取基本的算法原理、解决实际问题的方法和技巧，进而更好地从事相关研究工作。

1绪论1
2算法与复杂性6
21算法是什么？6
22生物学算法与计算机算法11
23找钱问题14
24正确的与错误的算法17
……

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