科研信息化導(dǎo)論

目錄
序一
序二
前言
第1章 科研信息化的發(fā)展與演進(jìn) 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(guó)對(duì)科研信息化的認(rèn)識(shí) 2
1.1.3 新時(shí)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(shí)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(xué)研究進(jìn)入第四范式 8
1.2.3 學(xué)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(xué) 15
1.3.3 公民科學(xué) 16
第2章 國(guó)內(nèi)外科研信息化規(guī)劃與發(fā)展 18
2.1 美國(guó)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(guó)科研網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施鋪墊階段 18
2.1.2 2000～2009年：美國(guó)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算并進(jìn)發(fā)展階段 20
2.1.3 2010～2019年：美國(guó)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(luò)基礎(chǔ)設(shè)施鋪墊階段 42
2.2.2 2000～2009年：歐盟網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算并進(jìn)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(guó)科研信息化規(guī)劃與發(fā)展 64
2.3.1 中國(guó)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(guó)高?？蒲行畔⒒l(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(xué)數(shù)據(jù)中心和平臺(tái)建設(shè) 82
3.1.2 科研大數(shù)據(jù)應(yīng)用 87
3.1.3 科學(xué)數(shù)據(jù)的管理與共享 92
3.2 計(jì)算 98
3.2.1 基于高性能計(jì)算的科研信息化 98
3.2.2 基于云計(jì)算的科研信息化 106
3.2.3 基于新興計(jì)算的科研信息化 108
3.3 網(wǎng)絡(luò) 114
3.3.1 全球網(wǎng)絡(luò)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(jìn)展與趨勢(shì) 120
3.4.2 人工智能助力科學(xué)發(fā)現(xiàn) 126
第4章 科研信息化應(yīng)用 138
4.1 學(xué)科領(lǐng)域應(yīng)用 138
4.1.1 物理學(xué) 138
4.1.2 天文學(xué) 141
4.1.3 生物學(xué) 147
4.1.4 地球科學(xué) 154
4.1.5 化學(xué) 162
4.1.6 行業(yè)科研信息化發(fā)展和應(yīng)用 165
4.2 *尖科研機(jī)構(gòu)應(yīng)用 169
4.2.1 美國(guó)能源部聯(lián)合基因研究所 169
4.2.2 美國(guó)霍華德 休斯醫(yī)學(xué)研究所及其珍妮亞研究中心 170
4.2.3 美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院 174
4.2.4 德國(guó)馬普人類認(rèn)知與腦科學(xué)研究所 176
4.2.5 歐洲核子研究中心 177
第5章 中國(guó)科研信息化的創(chuàng)新與展望 179
5.1 中國(guó)科研信息化的新范式 179
5.1.1 信息化成為現(xiàn)代科學(xué)研究不可或缺的手段 179
5.1.2 科研信息化基礎(chǔ)設(shè)施向集成化、一體化邁進(jìn) 179
5.1.3 異構(gòu)E級(jí)機(jī)將成為超級(jí)計(jì)算新標(biāo)桿 180
5.1.4 科學(xué)數(shù)據(jù)資源已成為國(guó)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(jī)構(gòu)應(yīng)變能力與管理效率 181
5.2 中國(guó)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(jì)算進(jìn)入ABC融合新時(shí)代 184
5.2.3 全球開放科學(xué)合作促進(jìn)高速網(wǎng)絡(luò)與資源共享 185
5.2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)入海量、異構(gòu)多質(zhì)、綠色和智能的時(shí)代 186
5.2.5 國(guó)產(chǎn)芯片成為國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)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(guó)科研信息化的新挑戰(zhàn) 189
5.3.1 信息化基礎(chǔ)設(shè)施與國(guó)際一流仍存在差距 189
5.3.2 科學(xué)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(xué)數(shù)據(jù)品牌 189
5.3.4 缺少自主可控的科學(xué)數(shù)據(jù)與高性能計(jì)算軟件 190
5.3.5 大數(shù)據(jù)與大計(jì)算融合的大科學(xué)研究模式需創(chuàng)新 190
5.4 中國(guó)科研信息化未來(lái)展望 190
5.4.1 科研信息化將為各行業(yè)帶來(lái)新的驅(qū)動(dòng)力 190
5.4.2 科研信息化將服務(wù)國(guó)家科技布局 191
5.4.3 科學(xué)數(shù)據(jù)中心成為我國(guó)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(luò)安全，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自主與安全可控 192
參考文獻(xiàn) 193