科研信息化導論

目錄
序一
序二
前言
第1章 科研信息化的發(fā)展與演進 1
1.1 科研信息化的概念與內(nèi)涵 1
1.1.1 e-Science：科研信息化的興起 1
1.1.2 我國對科研信息化的認識 2
1.1.3 新時代科研信息化的內(nèi)涵與外延 3
1.1.4 科研信息化理論與實踐模型 4
1.2 科研信息化發(fā)展與科研范式變遷 7
1.2.1 科研信息化的“代際變遷” 7
1.2.2 科學研究進入第四范式 8
1.2.3 學科領(lǐng)域的信息化發(fā)展 10
1.3 新型科研創(chuàng)新單元的興起與發(fā)展 13
1.3.1 虛擬科研組織 13
1.3.2 開放科學 15
1.3.3 公民科學 16
第2章 國內(nèi)外科研信息化規(guī)劃與發(fā)展 18
2.1 美國科研信息化戰(zhàn)略規(guī)劃與發(fā)展歷程 18
2.1.1 1990～1999年：美國科研網(wǎng)絡基礎設施鋪墊階段 18
2.1.2 2000～2009年：美國網(wǎng)絡與計算并進發(fā)展階段 20
2.1.3 2010～2019年：美國新興技術(shù)促科研信息化蓬勃發(fā)展 22
2.2 歐盟科研信息化戰(zhàn)略規(guī)劃與發(fā)展歷程 42
2.2.1 1990～1999年：歐盟科研網(wǎng)絡基礎設施鋪墊階段 42
2.2.2 2000～2009年：歐盟網(wǎng)絡與計算并進發(fā)展階段 43
2.2.3 2010～2019年：歐盟新興技術(shù)促科研信息化蓬勃發(fā)展 47
2.3 中國科研信息化規(guī)劃與發(fā)展 64
2.3.1 中國科研信息化的發(fā)展歷程 64
2.3.2 中科院科研信息化發(fā)展 71
2.3.3 中國高校科研信息化發(fā)展 78
第3章 科研信息化發(fā)展主要方向 82
3.1 數(shù)據(jù) 82
3.1.1 科學數(shù)據(jù)中心和平臺建設 82
3.1.2 科研大數(shù)據(jù)應用 87
3.1.3 科學數(shù)據(jù)的管理與共享 92
3.2 計算 98
3.2.1 基于高性能計算的科研信息化 98
3.2.2 基于云計算的科研信息化 106
3.2.3 基于新興計算的科研信息化 108
3.3 網(wǎng)絡 114
3.3.1 全球網(wǎng)絡發(fā)展 114
3.3.2 科研教育網(wǎng)的發(fā)展 116
3.4 人工智能 120
3.4.1 人工智能發(fā)展進展與趨勢 120
3.4.2 人工智能助力科學發(fā)現(xiàn) 126
第4章 科研信息化應用 138
4.1 學科領(lǐng)域應用 138
4.1.1 物理學 138
4.1.2 天文學 141
4.1.3 生物學 147
4.1.4 地球科學 154
4.1.5 化學 162
4.1.6 行業(yè)科研信息化發(fā)展和應用 165
4.2 *尖科研機構(gòu)應用 169
4.2.1 美國能源部聯(lián)合基因研究所 169
4.2.2 美國霍華德 休斯醫(yī)學研究所及其珍妮亞研究中心 170
4.2.3 美國斯坦福大學醫(yī)學院 174
4.2.4 德國馬普人類認知與腦科學研究所 176
4.2.5 歐洲核子研究中心 177
第5章 中國科研信息化的創(chuàng)新與展望 179
5.1 中國科研信息化的新范式 179
5.1.1 信息化成為現(xiàn)代科學研究不可或缺的手段 179
5.1.2 科研信息化基礎設施向集成化、一體化邁進 179
5.1.3 異構(gòu)E級機將成為超級計算新標桿 180
5.1.4 科學數(shù)據(jù)資源已成為國家戰(zhàn)略資源 180
5.1.5 科研管理信息化走向智能化 181
5.1.6 現(xiàn)代IT治理體系將有效提升科研機構(gòu)應變能力與管理效率 181
5.2 中國科研信息化的新發(fā)展 182
5.2.1 新一代信息技術(shù)在深度和廣度并行發(fā)展 182
5.2.2 云計算進入ABC融合新時代 184
5.2.3 全球開放科學合作促進高速網(wǎng)絡與資源共享 185
5.2.4 數(shù)據(jù)存儲進入海量、異構(gòu)多質(zhì)、綠色和智能的時代 186
5.2.5 國產(chǎn)芯片成為國產(chǎn)超級計算新主流 186
5.2.6 人工智能被視為科技與產(chǎn)業(yè)突破的關(guān)鍵技術(shù) 187
5.2.7 新興技術(shù)將引發(fā)科技創(chuàng)新模式新變革 188
5.3 中國科研信息化的新挑戰(zhàn) 189
5.3.1 信息化基礎設施與國際一流仍存在差距 189
5.3.2 科學數(shù)據(jù)中心體系，從政策到落地，需逐步完善 189
5.3.3 缺乏權(quán)威和有影響力的科學數(shù)據(jù)品牌 189
5.3.4 缺少自主可控的科學數(shù)據(jù)與高性能計算軟件 190
5.3.5 大數(shù)據(jù)與大計算融合的大科學研究模式需創(chuàng)新 190
5.4 中國科研信息化未來展望 190
5.4.1 科研信息化將為各行業(yè)帶來新的驅(qū)動力 190
5.4.2 科研信息化將服務國家科技布局 191
5.4.3 科學數(shù)據(jù)中心成為我國創(chuàng)新體系的重要組成 191
5.4.4 科研信息化必須高度重視網(wǎng)絡安全，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)自主與安全可控 192
參考文獻 193