科研信息化导论

目录
序一
序二
前言
第1章 科研信息化的发展与演进 1
1.1 科研信息化的概念与内涵 1
1.1.1 e-Science：科研信息化的兴起 1
1.1.2 我国对科研信息化的认识 2
1.1.3 新时代科研信息化的内涵与外延 3
1.1.4 科研信息化理论与实践模型 4
1.2 科研信息化发展与科研范式变迁 7
1.2.1 科研信息化的“代际变迁” 7
1.2.2 科学研究进入第四范式 8
1.2.3 学科领域的信息化发展 10
1.3 新型科研创新单元的兴起与发展 13
1.3.1 虚拟科研组织 13
1.3.2 开放科学 15
1.3.3 公民科学 16
第2章 国内外科研信息化规划与发展 18
2.1 美国科研信息化战略规划与发展历程 18
2.1.1 1990～1999年：美国科研网络基础设施铺垫阶段 18
2.1.2 2000～2009年：美国网络与计算并进发展阶段 20
2.1.3 2010～2019年：美国新兴技术促科研信息化蓬勃发展 22
2.2 欧盟科研信息化战略规划与发展历程 42
2.2.1 1990～1999年：欧盟科研网络基础设施铺垫阶段 42
2.2.2 2000～2009年：欧盟网络与计算并进发展阶段 43
2.2.3 2010～2019年：欧盟新兴技术促科研信息化蓬勃发展 47
2.3 中国科研信息化规划与发展 64
2.3.1 中国科研信息化的发展历程 64
2.3.2 中科院科研信息化发展 71
2.3.3 中国高校科研信息化发展 78
第3章 科研信息化发展主要方向 82
3.1 数据 82
3.1.1 科学数据中心和平台建设 82
3.1.2 科研大数据应用 87
3.1.3 科学数据的管理与共享 92
3.2 计算 98
3.2.1 基于高性能计算的科研信息化 98
3.2.2 基于云计算的科研信息化 106
3.2.3 基于新兴计算的科研信息化 108
3.3 网络 114
3.3.1 全球网络发展 114
3.3.2 科研教育网的发展 116
3.4 人工智能 120
3.4.1 人工智能发展进展与趋势 120
3.4.2 人工智能助力科学发现 126
第4章 科研信息化应用 138
4.1 学科领域应用 138
4.1.1 物理学 138
4.1.2 天文学 141
4.1.3 生物学 147
4.1.4 地球科学 154
4.1.5 化学 162
4.1.6 行业科研信息化发展和应用 165
4.2 *尖科研机构应用 169
4.2.1 美国能源部联合基因研究所 169
4.2.2 美国霍华德 休斯医学研究所及其珍妮亚研究中心 170
4.2.3 美国斯坦福大学医学院 174
4.2.4 德国马普人类认知与脑科学研究所 176
4.2.5 欧洲核子研究中心 177
第5章 中国科研信息化的创新与展望 179
5.1 中国科研信息化的新范式 179
5.1.1 信息化成为现代科学研究不可或缺的手段 179
5.1.2 科研信息化基础设施向集成化、一体化迈进 179
5.1.3 异构E级机将成为超级计算新标杆 180
5.1.4 科学数据资源已成为国家战略资源 180
5.1.5 科研管理信息化走向智能化 181
5.1.6 现代IT治理体系将有效提升科研机构应变能力与管理效率 181
5.2 中国科研信息化的新发展 182
5.2.1 新一代信息技术在深度和广度并行发展 182
5.2.2 云计算进入ABC融合新时代 184
5.2.3 全球开放科学合作促进高速网络与资源共享 185
5.2.4 数据存储进入海量、异构多质、绿色和智能的时代 186
5.2.5 国产芯片成为国产超级计算新主流 186
5.2.6 人工智能被视为科技与产业突破的关键技术 187
5.2.7 新兴技术将引发科技创新模式新变革 188
5.3 中国科研信息化的新挑战 189
5.3.1 信息化基础设施与国际一流仍存在差距 189
5.3.2 科学数据中心体系，从政策到落地，需逐步完善 189
5.3.3 缺乏权威和有影响力的科学数据品牌 189
5.3.4 缺少自主可控的科学数据与高性能计算软件 190
5.3.5 大数据与大计算融合的大科学研究模式需创新 190
5.4 中国科研信息化未来展望 190
5.4.1 科研信息化将为各行业带来新的驱动力 190
5.4.2 科研信息化将服务国家科技布局 191
5.4.3 科学数据中心成为我国创新体系的重要组成 191
5.4.4 科研信息化必须高度重视网络安全，逐步实现国产自主与安全可控 192
参考文献 193