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生物学家必备大数据实用计算技巧


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生物学家必备大数据实用计算技巧
  • 书号:9787030644909
    作者:陈士超等
  • 外文书名:
  • 装帧:平装
    开本:16
  • 页数:448
    字数:697000
    语种:zh-Hans
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:2020-04-01
  • 所属分类:
  • 定价: ¥198.00元
    售价: ¥198.00元
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面对生物数据的急速增长,对大数据的分析处理能力是生物学家普遍缺乏又急需掌握的能力。本书是在作者开发计算工具和帮助许多生物学家解决计算问题时总结经验的基础上诞生的,是针对生物学家撰写的简明实用教程,它将一系列强大而灵活的实用工具汇集到一起,容易学习入门。本书内容以分子生物信息学数据为主,但也适用于多种其他生物数据的分析工作。本书原版问世至今,一直是欧美高校生物专业和相关研究机构必备的热销图书。
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    在开始之前 1
    引言 1
    为什么要写这本书? 1
    为什么只针对生物学家? 2
    需要使用特定计算机或程序吗? 2
    写给使用这本书自学的读者 3
    写给使用这本书的教师 3
    超越这本书 4
    如何使用好这本书 4
    第一部分 文本文件
    第1章 开始设置 9
    关于文本文件的操作介绍 9
    什么是文本文件 9
    在一个文本文件内组织数据 10
    文本编辑器 11
    安装TextWrangler 11
    在文本编辑器里优化文本外观 12
    行尾结束符 13
    示例文件 13
    安装示例文件 14
    探索示例文件 14
    总结 15
    第2章 正则表达式:强大的搜索和替换 16
    一种用于搜索和替换的广泛语言 16
    了解这个新工具箱的组件 17
    设置文本编辑器 17
    你的第一个通配符:\w 代替字母和数字 19
    用()来捕获文本 20
    量词:用+来对应一个或多个实体 21
    用\进行标点符号字符转义 23
    更为特殊的搜索项:\s \t \r.\d 24
    示例:分子数据文件的重新格式化 25
    关于生成正则表达式的评论 26
    总结 27
    第3章 探索正则表达式的灵活性 28
    字符集:定义你自己的通配符 28
    用[]定义定制的字符集 28
    应用自定义字符集 28
    否定字符集:用[^]定义自定义字符集 30
    边界:^开头和$结尾 31
    使量词更加精密 32
    另一个量词:*为零次或多次 32
    用?修改贪婪程度 33
    用{}符号控制匹配的数量 33
    把所有都放在一起 34
    生成替换关键词 35
    构建可靠的搜索 36
    总结 37
    进一步学习 38
    第二部分 Shell命令
    第4章 命令行操作:shell 41
    初次接触:不要惧怕命令行 41
    开始了解shell然后产生兴趣 42
    开始了解shell 42
    文件系统的命令行视图 43
    路径 44
    利用shell在计算机里遨游 45
    用ls列出文件,用pwd找出你在哪里 45
    如何用cd来回移动位置 47
    用~表示主目录 48
    用mkdir和rmdir来添加和移除文件夹 49
    复制文件 49
    移动文件 51
    命令行快捷键 51
    向上箭头键 51
    Tab 52
    用命令行参数来修正命令的行为 53
    用less命令浏览文件内容 54
    在命令行中使用man命令查看帮助文件 55
    命令行最终会使你的操作更容易 55
    路径描述中的通配符 55
    复制和移动多个文件 56
    结束你的终端会话 57
    总结 57
    推荐阅读 58
    第5章 在shell中处理文本 59
    用nano在命令行里编辑文本文件 59
    控制shell里的数据流 61
    用>重定向输出到一个文件 61
    用cat来显示和连接文件 62
    用grep在命令行中使用正则表达式 64
    处理一个大数据集 64
    从文件中抽提特定的行 64
    用管道|将输出从一个程序重定向到另一个程序 66
    用grep跨越搜索多个文件 67
    改善grep的行为 68
    用curl获取Web上的内容 69
    其他shell命令 71
    总结 72
    第6章 使用shell编写脚本 73
    组合命令 73
    搜索路径 73
    命令行如何找到它应执行的命令 73
    创建你的工作区—脚本文件夹 75
    编辑你的.bash_profile文件来进行个性化设置 76
    检查你的新$PATH 77
    把文本文档型文件转变为软件 78
    #!控制脚本文本用何种程序解释 79
    通过调整权限使文本文件可以被执行 79
    生成自动脚本 81
    批量复制文件 81
    灵活的文件重命名 84
    运用curl自动检索参考文献 86
    用curl编写脚本的几个常用方法 88
    用Alias创建快捷别名 88
    总结 89
    进一步学习 89
    第三部分 编程
    第7章 编程组件 93
    程序是什么? 93
    接下来几章的目标 93
    实际编程 94
    变量 95
    变量的剖析 95
    基本变量类型 96
    能够容纳其他变量的变量 97
    数组和列表 97
    不同类型之间的转换 99
    运行中的变量 99
    数学运算符 99
    比较运算符与逻辑运算符 100
    函数 101
    流控制 102
    用if语句做决策 102
    由for与while构成的循环 103
    使用列表和字典 104
    列表 104
    字典 105
    其他数据类型 105
    输入和输出 106
    用户交互 106
    文件 106
    库和模块 107
    注释语句 108
    对象 108
    总结 109
    第8章 开始使用Python编程 110
    为什么选择Python 110
    编写程序 111
    开始运行程序 111
    构建dnacalc.py程序 112
    简单的print语句 112
    len()函数 114
    使用str()、int()和float()转换变量类型 115
    内置字符串函数.count() 116
    整数和浮点数的数学运算 116
    使用#添加评论 118
    使用%运算符控制字符串格式 118
    获取用户输入 120
    使用raw_input()收集用户输入 120
    用.replace()和.upper()整理变量 121
    回顾你的程序 123
    总结 123
    第9章 决策与循环 124
    Python交互式提示符 124
    获取Python的帮助 126
    向dnacalc.py里添加更多的计算内容 127
    if 条件语句 127
    使用缩进指定代码块 128
    逻辑运算符 128
    if 语句 129
    else:语句 130
    for循环介绍 132
    列表简介 132
    在proteincalc.py中写入for循环 133
    创建字典 133
    其他字典函数 139
    应用你学会的循环技能 140
    回顾列表 140
    列表的索引 141
    从列表中解包多个值 143
    用range()函数定义一个列表 143
    列表和字符串的比较 145
    列表和字符串之间转换 146
    向列表中添加元素 147
    从列表中删除元素 148
    查找列表的内容 148
    给列表排序 148
    识别列表及字符串中独有的元素 149
    列表推导式 150
    总结 152
    进一步学习 153
    第10章 读取与写入文件 154
    目标概述 154
    从文件中逐条读取每一行内容 156
    读取数据文件之前的注意事项 156
    打开并读取文本文件 157
    用.strip()删除行尾字符 159
    跳过标题行 159
    从行中解析数据 160
    将行拆分为数据字段 160
    从列表中选择元素 161
    写入文件 162
    扼要重述文件的基本读写过程 164
    使用正则表达式解析值 165
    导入re模块 165
    通过re模块使用正则表达式 165
    re.search()与re.sub()的使用总结 167
    使用def创建自定义Python函数 168
    用新格式打包数据 173
    检查标记语言 173
    在转换期间保留信息 174
    转换为KML格式 174
    KML文件格式 174
    生成KML 文本 175
    总结 179
    进一步学习 179
    第11章 合并文件 180
    从多个文件中读取数据 180
    使用sys.argv获取用户的输入内容 181
    将所有参数转换为文件列表 183
    使用sys.stderr.write()提供反馈 184
    循环遍历文件列表 185
    打印输出并生成标题行 187
    避免硬编码软件 187
    文件读取的其他应用 190
    总结 192
    进一步学习 192
    第12章 模块与库 194
    导入模块 194
    更多来自标准库的内置模块 196
    urllib模块 196
    os模块 197
    math模块 197
    random模块 198
    time模块 199
    第三方模块 200
    NumPy 201
    Biopython 202
    其他第三方模块 203
    制作自己的模块 204
    继续深入学习Python 205
    总结 206
    进一步学习 206
    第13章 调试策略 207
    在调试中学习 207
    通用策略 208
    建立工作元素 208
    思考你的假设 208
    具体的调试技术 209
    隔离问题 209
    编写冗长的软件 210
    错误信息及其含义 211
    常见的Python错误 211
    shell错误 212
    让你的程序更有效率 212
    优化 212
    使用try和except来处理错误 213
    当你实在被困住时 214
    总结 215
    进一步学习 215
    第四部分 多种方法合并
    第14章 选择和组合工具 219
    你的工具箱 219
    数据处理任务的类别 219
    获取数字数据 219
    重新格式化文本文件 222
    综合考虑 226
    总结 226
    进一步学习 226
    第15章 关系型数据库 227
    电子表格和数据组织 227
    数据管理系统 229
    剖析一个数据库 230
    安装MySQL 231
    开始使用MySQL和SQL 233
    连接到命令行中的MySQL服务器 233
    创建数据库和表 235
    向表中添加数据行和显示表的内容 239
    在Python中与MySQL进行交互 240
    解析输入的文本 241
    从数据中构造SQL 243
    从Python中执行SQL命令 244
    将文本文件导入到表格中 249
    创建ctd表 250
    用LOAD DATA命令导入数据文件 251
    以SQL文件的形式导出和导入数据库 253
    用SQL探索数据 253
    用SELECT和COUNT命令汇总表 253
    用GROUP BY校对数据 255
    SQL中的数学运算 256
    用WHERE对行进行精确选择 256
    用UPDATE修改行 259
    跨表选择数据 260
    使用Python 生成输出 262
    继续向前看 264
    数据库用户和安全性 264
    创建一个root密码 265
    添加一个新的MySQL用户 265
    总结 266
    进一步学习 267
    推荐阅读 267
    第16章 高级的shell和管道命令 268
    其他有用的shell命令 268
    用head和tail提取行 268
    用cut提取列 268
    用sort对行排序 270
    用uniq分离出独有的行 271
    高级shell函数的整合 272
    用agrep进行近似搜索 275
    额外的grep技巧 276
    还记得别名吗? 277
    函数 278
    用户输入的函数 281
    一个字典函数 281
    转换字符 281
    循环遍历传递给函数的所有参数 282
    删除文件扩展名 283
    寻找文件 284
    回顾管道命令 284
    用循环重复操作 285
    封装器 286
    对管道的一些想法 287
    总结 287
    推荐阅读 288
    第五部分 绘图
    第17章 图像的概念 291
    引言 291
    常用的图像类型 291
    矢量图与像素图 291
    决定何时用矢量图?何时用像素图?或是二者都用? 292
    图片分辨率与尺寸大小 294
    图像大小调整和对DPI 的错误看法 295
    图片的颜色 297
    颜色模型和色空间 297
    颜色模型的转换 298
    色域与颜色配置文件 300
    颜色选择 300
    决策决定过程总结 301
    图层 303
    展示数据时通常需要考虑的因素 303
    消除图像的混乱 303
    对于重叠数据的透明化处理 304
    合理利用空间 304
    一致性 306
    保持数据的完整性 306
    为什么你应该避免使用PowerPoint幻灯片 307
    总结 307
    进一步学习 308
    推荐阅读 308
    第18章 矢量图的编辑和使用 310
    矢量图简介及原理 310
    文件格式 310
    生成矢量图 310
    从另一个程序输出图像 311
    绘制一幅新的图像 311
    从一张照片中提取图像 312
    解析矢量图 313
    贝塞尔曲线 313
    线型与填充 313
    矢量图编辑器的使用 314
    选定并操作整个对象 314
    选定并操作对象的一部分 315
    利用钢笔工具生成贝塞尔曲线 316
    对贝塞尔曲线进行修饰 316
    联结功能 317
    线条与填充 317
    图层 318
    Illustrator使用小贴士 319
    Inkscape使用小贴士 321
    一个典型的工作流程 321
    生成规则排列的对象 323
    生成矢量图的最佳实践 324
    总结 325
    进一步学习 325
    第19章 使用像素图 326
    图像压缩 326
    通用原则 326
    图像工作流的含义 326
    像素图文件格式 327
    透明度 328
    像素图编辑器 329
    处理像素图 329
    遮罩和无损编辑 329
    亮度水平的调整 329
    灰度图像 330
    抗锯齿 331
    图层 331
    GIMP的色彩 332
    Photoshop快捷键 332
    图像处理的命令行工具 333
    sips 程序 333
    ImageMagick:convert和mogrify命令 333
    ExifTool 334
    图像创建和分析工具 334
    ImageJ 334
    MATLAB 336
    R 336
    动画制作 336
    摄影 337
    光圈和曝光时间 337
    色彩平衡 339
    自动vs.手动操作 340
    总结 340
    进一步学习 340
    第六部分 高 级 话 题
    第20章 在远程计算机上操作任务 343
    连接到远程计算机 343
    客户端和服务器 343
    典型的远程访问情景 344
    查找计算机:IP地址、主机名和DNS 344
    安全性 346
    使用ssh的安全命令行连接 346
    ssh命令 347
    ssh命令使用时的故障排除 347
    在远程机器上操作 348
    计算机之间的文件传输 349
    文件归档和压缩 349
    用sftp传送文件 350
    用scp复制文件 350
    SFTP中其他的文件传输程序 351
    其他的文件传输协议 351
    通过VNC对远程计算机进行完全GUI 控制 351
    排除远程连接障碍 352
    使用虚拟专用网络(VPN)连接到本地 352
    用traceroute命令追踪网络连接 353
    配置backspace键 353
    控制程序如何运行 354
    结束进程 354
    用&在后台开始任务 355
    用ps和top命令来查看任务状态 355
    暂停任务并把它移至后台 357
    用kill命令来结束进程 358
    用nohup命令使任务继续进行 359
    用renice命令更改程序的优先级 360
    高效计算 361
    并行程序 361
    大型计算机集群上的任务管理工具 361
    搭建自己的服务器 362
    配置ssh服务器 363
    查找地址 363
    用ssh连接到你自己的计算机 364
    总结 365
    第21章 软件安装 366
    概述 366
    解释程序与编译程序 367
    安装软件的方法 368
    Readme.txt和Install.txt 368
    通过预编译的二进制文件安装程序 368
    自动安装工具 369
    从源代码安装命令行程序 370
    准备好你的计算机 370
    解压源代码 370
    编译与安装二进制文件 371
    变化情况1:现成的Makefile 372
    变化情况2:用./configure生成Makefile文件 372
    安装Python组件 373
    故障排除 374
    软件无法编译或安装无法完成怎么办? 374
    总结 376
    进一步学习 376
    第22章 电子学:与物理世界的互动 377
    生物学中定制的电子产品 377
    生物学中定制电子产品的典型情景 377
    具有复杂微控制器的简单电路 378
    电子基础 380
    电流 380
    基本元件 380
    用电信号编码信息 381
    模拟编码 381
    数字编码信号 382
    搭建电路 383
    电路原理图 383
    实验面包板 384
    从电路原理图翻译成面包板电路 385
    串行通信的实践应用 385
    波特率和其他设置 386
    零调制解调器 386
    串行通信的软件 387
    通过Python进行串行通信 388
    Arduino微控制器板的实践应用 389
    从哪里开始 389
    用Arduino搭建电路 389
    编程Arduino 390
    其他数据采集的方法 393
    常见的共同疑惑问题 394
    测量电压 394
    电流和电子流 394
    上拉和下拉电阻 395
    总结 395
    进一步学习 396
    推荐读物 396
    附录
    附录1 用其他操作系统工作 399
    Microsoft Windows 399
    我应该用Windows还是另外安装Linux? 399
    在第1~3章中用于编辑文本和正则表达式的文本编辑器 399
    在第4~6章中使用Cygwin模拟Unix shell操作 401
    第8~12章中在Windows里使用Python 402
    第15章中在Windows里使用MySQL 404
    第17~19章中在Windows里处理矢量图和像素图 404
    Linux 405
    安装Linux 405
    在第1~3章中用jEdit进行文本编辑和使用正则表达式 409
    在第4~6章中使用Linux shell进行shell操作 410
    第8~12章中在Linux上使用Python 411
    第15章使用MySQL 411
    第17~19章在Linux中处理矢量图和像素图 411
    附录2 正则表达式检索项 412
    附录3 shell命令 414
    附录4 Python快速参考 419
    此附录的规定 419
    Python中的格式、语法和标点符号 419
    命令行解释器 419
    命令总结 420
    变量类型和统计 420
    字符串 420
    收集用户输入 421
    建立字符串 421
    比较和逻辑运算符 421
    数学运算符 422
    决策 422
    循环 423
    用正则表达式检索 423
    用regexp在字符中寻找匹配子集 423
    用regexp在字符串中做替换 424
    使用列表 424
    列表的理解 425
    词典 426
    创建函数 426
    处理文件 427
    使用模块和函数 428
    容易混淆的Python操作 429
    显示警告和反馈 429
    捕捉错误 429
    Python里的shell操作 429
    参考及寻求帮助的渠道 429
    附录5 程序模板 430
    Python 2.7或更早的版本 430
    Python 3 431
    Perl 431
    bash shell 431
    C 432
    C++ 433
    Java 433
    JavaScript 434
    PHP 435
    Ruby 435
    MATLAB 436
    R 436
    Arduino 437
    附录6 二进制、十六进制和ACSII码 438
    交替的基本系统 438
    十六进制 439
    ASCII码和Unicode字符 440
    图像和色彩 441
    十进制、十六进制、二进制和ASCII码 442
    附录7 SQL命令 446
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