化学信息学(第二版)
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1.5 化学信息的结构和特点

仔细分析,我们可以发现化学信息的主体部分实际上是由三个层次构成的,即信息核心层、信息处理层和信息表示层,如图1-2所示,化学信息的这种分层结构本质上是计算机技术分层结构的反映。

图1-2 化学信息的结构示意图

在化学实践中产生出来并被计算机处理过的原始化学信息,比如在一个化学实验中发生的各种实验现象、记录的实验数据以及与化学实验相关的外界条件等,它们组成了化学信息的信息核心层。信息处理层由化学计量学方法、药物分子设计方法、QSAR方法等能够对信息核心层中的数字化化学信息进行二次开发利用的计算方法组成。信息表示层处于化学信息学科的最外层,它根据信息核心层的特定要求在计算机信息科学中寻找适合表达化学信息的技术,从多个角度将化学信息以某种直观的形式,如基于计算机的图形、音频、视频等多媒体表示手段向化学工作者展示出来。信息处理层和信息表示层统称为化学信息学科的外层。

三个层次中最重要的层次为信息核心层,它在化学信息学科中处于基础核心地位,并决定了其他两个层次的构成。信息核心层对外层起着决定性作用,外层对信息核心层也能够产生一定的影响。由于受到计算机信息科学技术和仪器设备本身存在某些特点的影响,要求信息核心层中的化学信息必须要按照一定的要求进行组织和编排。例如,连续吸光度曲线在计算机中只能以离散数据点的形式存储,海量的光谱数据、化学化工测量数据或分子结构参数,唯有按一定的数据结构规范化并形成数据库甚至是专家系统,才能方便日后使用信息处理层对这些数据进行开发利用。信息处理层在对来自信息核心层的化学信息进行处理之后,所获得的结果一方面将交由信息表示层处理;另一方面,信息处理层将把某些处理结果和原始数据存储在信息核心层,使该层信息量甚至是一些局部结构发生变化。