Основы информационной биологии
исторически сложившаяся система научных документов такова, что многие из них содержат одновременно и результаты научных исследований и переработку прежних сведений, содержавшихся в ранее опубликованных документах. Примером могут служить и статьи в научных журналах, и монографии, и учебники, и особенно – справочная литература. Тем не менее, деление это удобно, так как позволяет характеризовать различные потоки документов в информационной деятельности. Первичными считаются те документы и издания, в которых преимущественно содержатся новые сведения или новое осмысление известных идей и фактов, а вторичными те документы и издания, в которых содержатся сведения о первичных документах. С учетом сделанных оговорок к первичным документам и изданиям можно отнести большинство книг (за исключением справочников), журналы, газеты и сериальные издания, описания изобретений, стандарты, отчеты, диссертации, переводы, а ко вторичным – справочники и энциклопедии, обзоры, реферативные журналы, библиотечные каталоги, библиографические указатели и картотеки.
Научные издания. Под научным понимают издание, содержащее результаты теоретических и/или экспериментальных исследований, а также научно подготовленные к публикации памятники культуры и исторические документы. Научные издания можно разделить на следующие виды:
-Монография – научное или научно-популярное книжное издание, содержащее полное и всестороннее исследование одной проблемы или темы, принадлежащее одному или нескольким авторам.
-Автореферат диссертации – научное издание в виде брошюры, содержащее составленный автором реферат проведенного им исследования, предоставляемого на соискание ученой степени.
-Препринт – научное издание, содержащее материалы предварительного характера, опубликованные до выхода в свет издания, в котором они могут быть помещены.
-Сборник научных трудов – сборник, содержащий исследовательские материалы научных учреждений, учебных заведений или обществ.
-Тезисы докладов научной конференции – научный непериодический сборник, содержащий опубликованные до начала конференции материалы предварительного характера: аннотации, рефераты докладов и/или сообщений.
-Материалы научной конференции – научный непериодический сборник, содержащий итоги научной конференции (программы, доклады, рекомендации, решения).
-Научно-популярное издание – издание, содержащее сведения о теоретических или экспериментальных исследованиях в области науки, культуры и техники, изложенные в форме, доступной читателюнеспециалисту.
Полесский государственный университет |
21 |
Основы информационной биологии
Учебные издания. Учебное издание – это издание, содержащее систематизированные сведения научного или прикладного характера, изложенные в форме, удобной для изучения и преподавания, и рассчитанное на учащихся разного возраста и ступени обучения.
-Учебник – учебное издание, содержащее систематическое изложение учебной дисциплины, ее раздела или части, соответствующее учебной программе и официально утвержденное в качестве учебника.
-Учебно-методическое пособие – учебное издание, содержащее материалы по методике преподавания учебной дисциплины или по методике воспитания.
-Учебное пособие – это учебное издание, дополняющее или частично заменяющее учебник и официально утвержденное в качестве учебного пособия.
-Хрестоматия – учебное пособие, содержащее литературнохудожественные, исторические и иные произведения или отрывки из них, составляющие объект изучения учебной дисциплины.
-Учебное наглядное пособие – учебное изоиздание, содержащее материалы в помощь изучению, преподаванию или воспитанию.
Справочно-информационные издания. Справочным называют издание, содержащее краткие сведения научного или прикладного характера, расположенные в порядке, удобном для их быстрого отыскания, не предназначенное для сплошного чтения. Информационное издание – издание, содержащее систематизированные сведения об опубликованных, непубликуемых или неопубликованных документах или результат анализа и - обобщения сведений, представленных в первоисточниках. Информационные издания выпускаются организациями, осуществляющими научно- - информационную деятельность.
-Библиографическое издание – библиографическое пособие,
выпущенное в виде отдельного документа. По многим экономическим наукам публикуются тематические библиографические справочники.
-Реферативное издание – это информационное издание, содержащее упорядоченную совокупность библиографических записей, включающих рефераты.
Издания могут быть непериодическими, периодическими и продолжающимися. Непериодические издания – это издания, выходящие однократно и не имеющие продолжения.
-Книга – книжное издание объемом свыше 48 страниц.
-Брошюра – книжное издание объемом более 4-х, но не более 48 - страниц.
-Листовка – в листовое издание объемом до четырех страниц. Периодическое издание – сериальное издание, выходящее, через
определенные промежутки времени, постоянным для каждого года числом
Полесский государственный университет |
22 |
Основы информационной биологии
номеров (выпусков) и не повторяющимися по содержанию, однотипно оформленными нумерованными или датированными выпусками, имеющими одинаковое заглавие. К периодическим печатным изданиям относят газеты, журналы, альманах, бюллетени, иное издание, имеющее постоянное название, текущий номер и выходящее в свет не реже одного раза в год.
-Газета – это периодическое газетное издание, выходящее через краткие промежутки времени, содержащее официальные материалы, оперативную информацию и статьи по актуальным общественнополитическим, научным, производственным и другим вопросам, а также - литературные произведения и рекламу. Обычно газета издается в виде больших листов (полос).
-Журнал – периодическое журнальное издание, содержащее статьи или рефераты по различным общественно-политическим, научным, производственным и другим вопросам, литературно-художественные произведения; имеющее постоянную рубрикацию, официально утвержденное
вкачестве журнального издания. Журнал может иметь приложения.
-Альманах – сборник, содержащий литературно-художественные и/или научно-популярные произведения, объединенные по определенному признаку.
-Бюллетень – периодическое или продолжающееся издание, выпускаемое оперативно, содержащее краткие официальные материалы по вопросам, входящим в круг ведения выпускающей его организации. Обычно периодические бюллетени имеют постоянную рубрикацию.
По социальному статусу документы подразделяются на опубликованные, неопубликованные и непубликуемые документы.
Опубликованные документы – это документы, прошедшие редакционно-издательскую обработку: книги, брошюры, монографии, сборники, тезисы докладов, периодические и продолжающиеся издания, патенты и авторские свидетельства, препринты, стандарты, нормативнотехнические документы, прейскуранты, каталоги, авторефераты диссертаций, рекламные издания. Они предназначены для широкого распространения и тиражируются типографским или каким-либо иным способом. Самая обширная группа документов – издания, подразделяемые на несколько подгрупп по целевому назначению, читательскому адресу, характеру информации и т. д.
Неопубликованные документы – это документы, не прошедшие редакционно-издательскую обработку и существующие на правах рукописи: отчеты о научно-исследовательских работах, диссертации и, описания алгоритмов, программ, проекты, сметы. Не рассчитаны на широкое распространение. К неопубликованным документам относятся депонированные рукописи.
Полесский государственный университет |
23 |
Основы информационной биологии
Непубликуемые документы – рукописные материалы сугубо личного характера (письма, дневники и др.), не предназначенные для публикации, которые со временем могут быть опубликованы.
До последнего времени важным считалось деление научных документов на опубликованные и непубликуемые. Еще несколько десятилетий назад идеи и факты признавались введенными в оборот только после их опубликования, означавшего широкое распространение и официальную регистрацию документов, в которых они содержались. Для информационной деятельности это разграничение менее существенно, так как, во-первых, в неопубликованных документах содержится много ценной информации, опережающей сведения, появляющиеся в публикациях, а, во-вторых, новые средства репродуцирования делают это разграничение очень условным. Такие научные документы, считающиеся обычно непубликуемыми, как отчеты, диссертации, переводы, часто распространяются в сотнях и даже тысячах экземплярах.
2.3 Типология научно-технической информации
Под научной информацией понимается не противоречащая практике и логике информация, получаемая в процессе научного познания и отражающая объективные закономерности материального мира. Из определения вытекает, что научной можно считать только ту информацию, которая удовлетворяет нескольким серьезным требованиям.
-Во-первых, научная информация получается человеком в процессе познания, и, следовательно, неразрывно связана с его практической, производственной деятельностью, поскольку последняя является основой познания.
-Во-вторых, научная информация – это логическая информация, которая образуется путем обработки информации, поставляемой человеку органами чувств, при помощи абстрактно-логического мышления. Например, совокупность данных о температуре в различных точках нашей страны, не будет еще научной информацией. Информация будет научной в том случае, когда между данными будет установлена связь.
-В-третьих, научная информация должна адекватно отображать объективный мир.
-В-четвертых, научная информация должна непременно использоваться
вобщественно-исторической практике. Именно поэтому к научной информации не могут быть отнесены научно-фантастические литературные произведения.
Документы создают огромные информационные потоки, темпы которых ежегодно возрастают. Различают восходящий и нисходящий потоки информации. Восходящий – это поток информации от пользователей в регистрирующие органы. Исполнитель научной работы (НИИ, вузы и др.)
Полесский государственный университет |
24 |
Основы информационной биологии
после утверждения плана работ обязан в месячный срок представить информационную карту в соответствующие вышестоящие институты. К восходящему потоку относят также статьи, направленные в различные журналы. Нисходящий – это поток информации в виде библиографических обзорных реферативных и других данных, который направляется в низовые организации по их запросам.
Типология научной информации:
Первичная научно-техническая информация
Вторичная научно-техническая информация
Итоговые документы, основанные на результатах оригинальных исследований и имеющие статус рукописи или печатной работы, отнесены к
первичной научнотехнической информации.
Структура научного документа:
новое (приращенное) знание − знание, ранее отсутствовавшее в багаже научных знаний современной цивилизации;
избыточная информация;
информационный шум (например, ссылки на документы и решения, имеющие сугубо социально-политическую направленность);
искажения (ошибки в формулах и вычислениях), опечатки в названиях таксонов, географических единиц, технические накладки и т.п.), то есть сугубо неверная информация.
Избыточная информация может быть дифференцирована на две составляющие:
• релевантная информация − уже известная научному сообществу информация, непосредственно относящаяся к теме документа (описание результатов работ предшественников, поясняющие описания объектов и предмета исследований и т.п.)
• нерелевантная информация − соответствующие истине сведения, не имеющие непосредственного отношения к теме научного документа.
Научные документы издаются типографским способом, но и подлежат обязательной национальной регистрации. В настоящее время большинство изданий проходит регистрацию в международных системах. Вариант регистрации зависит от статуса издания. Принято различать:
• сериальные (периодические и продолжающиеся)
• отдельные (разовые) издания.
Периодические (журналы и сборники) и продолжающиеся (многотомные) издания проходят международную регистрацию по системе
ISSN (International Standard Serial Number).
Отдельные (разовые) издания − монографии и сборники научных работ
– проходят международную регистрацию по системе ISBN.
Полесский государственный университет |
25 |
Основы информационной биологии
Оригинальные научные работы как имеющие статус публикации, так и рукописи) собственно и составляют первичную научно-техническую информацию.
Библиографические описания оригинальных научных работ – это уже вторичная научно-техническая информация. То есть под вторичной научно-технической информацией подразумевается прежде всего библиография, то есть информация о первичной научно-технической информации. Различают библиографию первой и второй степени (библиографию библиографии).
Полесский государственный университет |
26 |
Основы информационной биологии
ТЕМА 3: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К АНАЛИЗУ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ
ПЛАН:
3.1Биодиверсикология
3.2Информационные аспекты изучения структуры и динамики биологического разнообразия
3.1 Биодиверсикология Биодиверсикология – раздел науки, объектом рассмотрения которого
является биологическое разнообразие, а предметом – закономерности его формирования, структурирования и динамики, функционирования и эволюционирования. Биологическое разнообразие – это разнообразие органической жизни на всех уровнях ее организации и во всех аспектах ее проявления.
Основными уровнями, на которых рассматривается феномен биологического разнообразия, являются:
генетический;
таксономический;
экологический.
Генетическое разнообразие описывается характером распределения в популяциях и иных группировках особей генов, которые мы можем наблюдать, например, проявлением в фенотипе. Данной проблематикой занимается прежде всего популяционная генетика, методология которой и используется для описания структуры биологического разнообразия на данном уровне.
Биодиверсикология сосредотачивает свое внимание на остальных двух уровнях, – таксономическом и экологическом. Говоря о таксономическом разнообразии, чаще всего имеют ввиду видовое, так как вид является основной таксономической единицей организации жизни на нашей планете. В большинстве местообитаний живые организмы сосуществуют друг с другом, образуя биологические сообщества. Сообщество характеризуется набором присутствующих биологических видов, число которых описывает видовое богатство, а также соотношением числа особей разных видов. В сообществе может присутствовать большое число особей небольшого числа видов, и наоборот. К примеру, в умеренной климатической зоне, в пределах которой лежит территория Республики Беларусь, во время экскурсии на луг мы можем наблюдать десятки экземпляров бабочек-белянок или стрекоз-полевиков. В тропиках вероятность увидеть бабочку нового вида намного выше, нежели второй экземпляр встреченного ранее.
Разные виды живых организмов представлены в сообществах различным
числом особей. Данная информация не только |
характеризует |
|
|
|
|
Полесский государственный университет |
27 |
Основы информационной биологии
редкость/обычность того или иного вида, но и уровень видового разнообразия такого сообщества в целом. Для количественной оценки данной характеристики (уровня видового разнообразия) и используются индексы видового разнообразия, которые учитывают как число видов, так и равномерность соотношения их численностей принадлежащих к ним особей.
Чтобы не путать разнообразие одного сообщества или внутри одного местообитания, с одной стороны, и сравнительные уровни видового разнообразия для разных сообществ или местообитаний, с другой, было предложено выделять:
-α-разнообразие – разнообразие внутри одного местообитания или одного сообщества;
-β-разнообразие – разнообразие между местообитаниями;
-γ-разнообразие – разнообразие в обширных регионах в масштабах континента, острова, ландшафтно-климатической зоны и т. п.
Поэтому при использовании специализированных программных средств расчет таких индексов задается с соответствующих вкладок (α-biodiversity, β- biodiversity).
3.2 Информационные аспекты изучения структуры и динамики биологического разнообразия
Среди большого числа индексов, характеризующих различные аспекты структуры биологического разнообразия, выделяются информационные индексы. Впервые они были предложены в середине прошлого века на основе информационного подхода, опираясь на отдельные положения теории информации.
Наиболее известный из них индекс Шеннона (Шеннона-Уивера, Шеннона-Винера) (формула 3.1):
H’= - Ʃ ni/N ln ni/N, |
(3.1) |
где ni/N – отношение числа особей i-го вида к общему объему выборки N.
При расчете индекса Шеннона чаще используется двоичный логарифм, реже – логарифмы с другими основаниями (натуральный, как в данном примере, либо десятичный). Для реальных сообществ модуль значения индекса Шеннона-Уивера обычно варьирует в пределах от 1,5 до 3,5, очень редко превышая 4,5.
Показатель видового разнообразия (H’) тем выше:
чем больше число видов;
чем более равномерно соотношение численностей разных видов (чем менее выражено доминирование немногих видов).
То есть, он максимален при равномерном распределении особей по видам и минимален при резко асимметричном (равен 0 при присутствии
Полесский государственный университет |
28 |
Основы информационной биологии
единственного вида).
Индекс Бриллуэна не столь зависит от «качества» выборки и рекомендован к использованию, когда исследователь ограничивает свои исследования определенной экологической или таксономической группой организмов. Он рассчитывается как (формула 3.2):
HВ= |
lnN!−∑ ln ni! |
, |
(3.2) |
|
N |
||||
|
|
|
До начала эпохи широкого использования компьютерных информационных технологий расчет подобных показателей был сильно затруднен технически сложностью вычисления факториалов и пр. К настоящему времени существует ряд программных продуктов, чрезвычайно облегчающих расчет индексов биоразнообразия. В практике научных исследований стандартом является Conoco, однако это проприетарное программное обеспечение, покупка которого требует финансовых затрат. Существуют и бесплатные альтернативы:
- BiodiversityPro является специализированным пакетом. Проект к настоящему времени прекратил свое развитие, поэтому версии дистрибутивов для новейших операционных систем отсутствуют. Программа требует инсталляции, работу затрудняет англоязычный интерфейс. Рабочие листы напоминают листы (sheets) электронных таблиц MS Office Excel. В первый столбец заносится исчерпывающий список видов, в последующие – данные о числе отмеченных особей определенного вида (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 – Внешний вид рабочего окна программы BiodiversityPro
Для анализа выбираются столбцы, соответствующие определенным
Полесский государственный университет |
29 |
Основы информационной биологии
сообществам (местообитаниям). Результат возвращается на графике (диаграмме) и в таблице. Параллельно могут быть возвращены рассчитанные значения различных модификаций индексов.
- PAST (PAleontological STatistics) является разработкой сотрудников Музея естественной истории Университета Осло и успешно развивается уже второе десятилетие. Рабочий лист имеет аналогичный облик (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 – Внешний вид рабочего окна программы PAST
Программа не требует установки, файл программы запускается из файлового менеджера.
Полесский государственный университет |
30 |