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| 內容簡介： |
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《化学信息学》是为大学本科生而编写的化学信息学教材，共分为6章：第1章介绍了化学信息学基础，内容主要包括化学信息学的产生与发展、基本概念、研究内容与方法及其与实验科学的关系，人工智能技术在化学中的应用简介；第2章介绍了化学结构的计算机表示方法与特点、SMILES编码与MOL格式文件、化学软件ChemOffice与HyperChem的使用；第3章重点讲述了基于网络资源的化学文献检索方法与技巧、重要数据库与学术期刊，文献管理软件EndNote的使用；第4章介绍了基本数据统计与回归建模分析、机器学习与深度学习及其实现简介；第5章介绍了正交试验设计与均匀试验设计等；第6章主要介绍了分子力学与分子模拟初步。《化学信息学》可作为高等学校化学、化工、材料、生物、环境等相关专业本科生化学信息学课程的基础教材。由于所涉及内容、技术与方法等具有一定的普适性，本书也可作为相关领域科研人员和研究生的参考用书。
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| 關於作者： |
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翟红林，兰州大学，教授、博士生导师。 1986年6月兰州大学化学系物理化学本科专业毕业获学士学位并留校工作至今。2004年12月获兰州大学分析化学博士学位，2007年1月至2008年1月赴台湾长庚大学分子医学研究中心开展抗癌药物设计及癌症早期诊断的博士后研究工作。专业特长为数据建模与分析、程序设计与应用；目前主要从事复杂体系中的多组分同时定性与定量分析、实验条件优化、分子模拟与药物分子设计的化学与生物信息学及其在相关领域中应用的教学与科研工作。已在TrAC-TrendsinAnalyticalChemistry、Analyst、AnalyticaChimicaActa、FoodChemistry、J.ChromatographyA、Talanta、J.SeparationScience、J.ChemicalInformationandModeling、ChemometricsandIntelligentLaboratorySystems、ChemicalBiology&DrugDesign、ComputationalBiology&Chemistry等国内外学术期刊上发表研究论文六十余篇；已主持并完成国家自然科学基金面上项目及多项校企横向课题。
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| 目錄：
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第1章绪论1
本章要点1
1.1信息与信息学1
1.1.1信息1
1.1.2信息学2
1.2化学信息与化学信息学3
1.2.1化学信息3
1.2.2化学信息学的产生与发展5
1.3化学研究与人工智能8
1.3.1科学研究范式与人工智能8
1.3.2化学人工智能9
1.4化学信息学与实验科学的关系11
1.5关于本教材12
思考与练习12
参考文献与扩展阅读12
第2章化学结构的计算机表示14
本章要点14
2.1化学结构的表示14
2.1.1化学结构的一般表示及其特点14
2.1.2化学结构的计算机表示方法15
2.2SMILES编码17
2.2.1SMILES基本编码17
2.2.2SMILES扩展编码19
2.3其他线性编码20
2.3.1SLN编码20
2.3.2ROSDAL编码20
2.3.3InChI标识与InChIKey21
2.4化学结构的二维表示及格式文件22
2.4.1连接表22
2.4.2格式文件23
2.5化学结构的计算机处理26
2.5.1化学结构的计算机输入与可视化26
2.5.2ChemOffice/ChemBioOffice简介29
2.5.3HyperChem简介39
思考与练习44
参考文献与扩展阅读48
第3章化学文献检索与管理50
本章要点50
3.1文献基础知识50
3.1.1文献检索的意义50
3.1.2科技文献的类型及其特点51
3.1.3重要的文献源51
3.1.4科技文献检索方法与途径53
3.2美国化学文摘（CA）55
3.2.1CA概况55
3.2.2SciFinder数据库56
3.3科学引文索引与工程索引65
3.3.1科学引文索引(SCI)65
3.3.2Web of Science68
3.3.3工程索引（EI）78
3.4ScienceDirect与Reaxys数据库80
3.4.1ScienceDirect数据库80
3.4.2Reaxys数据库81
3.5中文文献检索简介87
3.5.1概述87
3.5.2中国知网87
3.6搜索引擎检索92
3.7重要学术期刊简介93
3.7.1电子期刊的兴起93
3.7.2综合性期刊94
3.7.3常见的化学化工类期刊94
3.8文献管理软件96
3.8.1文献管理与软件96
3.8.2EndNote简介97
思考与练习105
参考文献与扩展阅读105
第4章常用数据处理方法107
本章要点107
4.1化学计量学简介107
4.1.1计量与计量学107
4.1.2化学计量学的基本内涵108
4.2化学数据的预处理109
4.2.1化学数据的基本特点109
4.2.2化学数据的基本描述110
4.2.3化学数据常用的预处理方法117
4.3线性回归123
4.3.1回归模型与最小二乘法123
4.3.2多元线性回归分析126
4.4主成分分析与因子分析135
4.4.1主成分分析135
4.4.2因子分析139
4.5偏最小二乘分析及其应用143
4.6深度学习与人工智能建模简介146
4.6.1机器学习与人工智能建模的发展146
4.6.2人工神经网络与机器学习基础147
4.6.3深度学习建模的实现150
思考与练习150
参考文献与扩展阅读152
第5章试验设计与优化153
本章要点153
5.1试验设计基础153
5.2单因素优选法155
5.2.1均分法与对分法155
5.2.2黄金分割法155
5.2.3分数法（斐波那契数列法）156
5.2.4其他方法介绍157
5.3正交试验设计158
5.3.1正交试验设计基础158
5.3.2正交试验设计的直观分析法162
5.3.3正交试验设计的方差分析法169
5.4均匀试验设计173
5.4.1均匀试验设计基础173
5.4.2均匀试验设计方法174
思考与练习178
参考文献与扩展阅读179
第6章分子力学与分子模拟180
本章要点180
6.1分子模拟方法概述180
6.2分子力学理论基础181
6.2.1分子力学的产生与发展181
6.2.2分子力学的基本假定182
6.2.3分子力场构成183
6.3分子力学势能函数及力场参数化183
6.3.1键伸缩能183
6.3.2键角弯曲能186
6.3.3二面角扭曲转动能187
6.3.4范德华相互作用能188
6.3.5静电相互作用能189
6.3.6交叉项189
6.3.7分子力场参数化190
6.4常见的分子力场191
6.4.1常见的分子力场介绍191
6.4.2常见分子力场的选择192
6.4.3分子力场存在的问题192
6.5分子力学与量子力学的比较193
6.6分子力场应用193
6.6.1分子结构的优化194
6.6.2分子对接206
6.6.3分子动力学模拟209
6.7Schrdinger功能及分子对接简介214
6.7.1Schrdinger功能简介214
6.7.2Schrdinger中的分子对接简介215
6.8分子力学发展趋势225
思考与练习230
参考文献与扩展阅读231
附录233
附录1格鲁布斯（Grubbs）临界值表233
附录2Q检验临界值表233
附录3t检验临界值表234
附录4F检验临界值表234
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| 內容試閱：
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前言
本书第一版自2019年11月出版以来，对《化学信息学》本科教学起到了积极的作用，也得到了校内外同行的认可。然而，随着大学生信息水平与能力的不断提高、信息技术及化学信息学的快速发展，有必要在吸收相关科研最新成果与应用的基础之上，结合教学实践进一步梳理及优化《化学信息学》教材，使之能够满足现代人才培养的需求。
本次修订仍然秉承原版教材的编写原则，即以本科生的基础及人才培养目标为出发点、以实际应用为落脚点、以能力拓展为期望，打造符合教学规律的多方位、多视角的立体教材，充分体现务实、发展、提高的教学理念与特色；进一步突出教材功能、强化教材的实用性及可操作性。
除对第一版教材原有的内容进行全面梳理、细致修订外，第1章补充了“化学研究与人工智能”，重点简介人工智能技术在化学及相关研究中的应用；第2章更新了化学结构SMILES编码应用的相关成果；第3章进一步突出了化学文献计算机网络检索的常用策略与方法、重要数据库的特色及检索技巧；第4章增加了深度学习与人工智能建模及其实现简介；第5章充实了示例讲解以便学生对试验设计方法能有更透彻的理解；第6章强化了分子模拟技术应用的实例操作。
本次修订工作由翟红林（第1、2、4、5章修订）、张晓昀（第6章修订）及曹晶晶（第3章修订）完成，翟红林负责全书统稿。本书由兰州大学教材建设基金资助出版。
衷心欢迎广大读者对修订版中存在的不妥之处提出批评和指正！
编者
2024年12月于兰州大学
第一版前言
从信息时代走到了大数据时代的今天，信息技术的飞速发展正在逐渐改变着我们生活和思维方式，信息技术也必定融入科学研究之中！充分运用信息技术已经成为现代科技人才的最重要的基本技能之一。正是顺应了时代的进步，化学信息学的研究才得以产生并快速发展起来。化学信息学不仅成为整个化学学科发展的重要组成部分，而且有力地推动了相关学科群的发展，从而成为充满活力、颇具影响的新兴交叉领域。
化学信息学的本质就是将信息学方法、计算机及网络技术等应用于化学等学科的相关研究之中，其主要内容涉及化学信息的获取与表达、管理与传播，并在此基础上进行化学信息的分析与挖掘，进而实现知识的创新。
考虑到化学信息学研究内容的广博且涉及多个相关学科、学生的接受能力及教学课时所限，我们将化学信息学教学体系分解为两个阶段。
(1) 本科生阶段的重点
化学信息学的定义及其主要研究内容；
化学信息的表达、文献检索及文献管理软件的使用；
简单的数据分析、正交试验设计及其在化学中的应用；
分子力学、分子动力学及分子模拟简介；
化学软件(ChemOffice、HyperChem等)的初步使用。
(2) 研究生阶段的重点
化学信息表达新方法及其应用的研究；
数据挖掘（建模分析）新方法及其应用的研究；
理论化学计算、分子模拟及其应用的研究。
作为化学等相关各专业本科生信息技术的第二层次教学，化学信息学属核心内容，主要包括以下三部分。
化学信息学基础。内容主要包括化学信息学的基本概念、研究内容与方法；化学结构的计算机表示（包括线性表示、连接表表示等）；基本数据统计与回归建模分析；试验设计与优化方法等。
文献检索与学术期刊。内容主要包括文献基础知识；重点文献数据库（SciFinder、Web of Science、CNKI等）、搜索引擎（谷歌学术、百度学术）；期刊影响因子与分区简介；重要学术期刊简介；文献管理软件EndNote的使用等。
分子力学与分子模拟初步。内容主要包括分子力学的基本原理、势能组成和力场参数；分子力学应用及分子动力学简介；分子模拟基本方法及其应用等。
《化学信息学》定位为化学学科本科生教材，在教学内容的选编、素材的选取等方面均以本科生的基础及需求为出发点、以实际应用为落脚点、以能力拓展为期望；结合笔者多年的教学经验与体会，精心组织教材的基础核心内容；以研究及应用为延伸并融入最新研究成果，建立及贯彻化学信息学的基本思想、方法与技术；打造符合教育教学规律的多方位、多视角的立体教材，充分体现务实、发展、提高的教学理念与特色。
《化学信息学》共分为6章：第1章由吕文娟编写，第2、4章由翟红林编写，第3章由曹晶晶编写，第5章由李书艳编写，第6章由张晓昀编写。全书由翟红林、张晓昀统稿。在本书的编写中，学院领导与同事都给予了热情的鼓励与支持。教材的出版获得了兰州大学教材建设项目的资助；化学工业出版社的编辑为本教材的出版付出了巨大的努力。在此，我们表示崇高的敬意，并致以衷心的感谢！
与传统学科相比，化学信息学是一门新兴的、快速发展的交叉学科；加之笔者的学识与水平有限，书中难免出现疏漏、不妥之处，恳请各位专家、同行及广大的读者予以批评、指正。
编者
2019年8月于兰州大学
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