科学数据库发展纲要

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1、1基于科学数据库科研环境建设的总体设想基于科学数据库科研环境建设的总体设想李望平 阎保平 孙九林 罗晓沛（中国科学院科学数据库，北京，100080）摘要 本文介绍了基于科学数据库科研环境建设的总体设想，包括其指导思想、建设目标 和建设内容等，从而阐述了科学数据库今后一段时期内的发展方向。关键词 科学数据库 科研环境 建设 总体设想一、引 言20 世纪 5060 年代，由于计算技术的发展和成熟，使大量数据的收集、加工、存储 和利用成为可能，致使数据成为可能产生经济和社会效益的重要资源；70 年代以来，计算 机软件和硬件技术的发展，使对大量数据的精细加工，使数据变成信息并加以利用成为可 能；当前，

2、由于计算机技术和通信技术的发展，计算机与网络的密切结合，使信息的传播 和利用超脱了时空的限制，成为社会发展和进步的极为重要的、可共享的资源。信息的来 源大多为利用知识工具对数据的深层加工，科学数据库新积累的数据必须在经过加工后才 能升华为有用信息，这将形成科学数据库系统今后的重要发展方向。丰富的数据，完善的 加工工具，将为知识创新工程提供支持，这正是基于科学数据库科研环境建设的目的所在。二、系统基础中国科学院科学数据库的发展过程正是利用计算机技术进行知识积累、加工和利用的 过程。中国科学院作为中国自然科学的研究中心，在长期的科学研究实践中，通过观测、 考察、试验、计算等多种途径产生和积累了大量

3、具有重要科学价值和实用意义的科学数据 和资料。20 世纪 60 年代发展起来的数据库技术，为有效管理和开发应用科学数据创造了 有利条件，70 年代开始各研究所在自己学科领域中试建数据库，专业库的建立促进了数据 科学管理的进程，然而分散的、独立的库，限制了数据规范标准的统一和共享的实现。为 此，中国科学院 1982 年提出了“科学数据库及其信息系统”的建设项目，随后的十几年 中，科学数据库先后得到了国家计委、中国科学院和国家基金委的立项支持，使系统不断 取得突破性进展。十多年来，随着计算机技术的进步和用户需求的不断变化，系统也不断 改进和完善。科学数据库的建设过程正是知识积累、加工、利用和传播的

4、过程，是跟踪数 据库技术、网络技术发展和应用的过程，也是广大系统建设者与用户不断沟通，向实用化 发展的过程。为此，科学数据库及其信息系统 1997 年获中国科学院科技进步一等奖， 1998 年获国家科技进步二等奖。 科学数据库采用逻辑上集中、物理上分散的建库和运行服务体系，形成了一个从基本 的数据库检索直至专业咨询、决策服务的完整的科技信息服务系统。现在科学数据库已有 专业建库单位 21 个，专业数据库 126 个，总数据量达 5600 亿字节（560GB） ；科学数据库 基于中国科技网对国内外用户提供服务，已在中国科技网上建立集中与分布的 Web 站点 15 个，上网专业数据库 100 个，

5、数据量约 2000 亿字节（200GB） 。科学数据库由中心站点和分 布在网上本地和外地的相互独立的若干个专业库子站点组成了网上的科技信息服务体系。2科学数据库经过十几年的建设与发展,已经成为目前国内信息量最大，学科专业最广， 服务层次最高，综合性最强的科学信息服务系统。当前的外部条件也给科学数据库带来了 进一步发展的最佳时机。 “中关村科技园区信息化建设”经国务院批准，已经开始启动。该工程建设中的网 络改造将以“中国科技网”为基础，在中关村地区建成 1000Mbps 的高速光纤区域网。中 国科技网的进一步建设发展，无疑为作为“中国科技网”上重要科技信息资源的“科学数 据库”创造了优越的网络环

6、境。 中国科学院知识创新工程于 2000 年在计算机网络信息中心安装曙光 2000 超级计算 机，使中国科技网上的超级计算能力达到浮点运算速度每秒 1200 亿次以上。这将对科学 数据库的在知识创新工程中的应用提供了更加广泛的支持。 从国际国内网络信息服务业的发展趋势来看，由于网络环境的统一，ISP 相对整合， ICP 物理上分散。二者的发展趋势正迎合了科学数据库多年来行之有效的运行服务体系。三、建设目标随着知识经济时代的到来，现在的国际竞争已经由过去争夺自然资源发展到争夺信 息资源，争夺人才，争夺知识，争夺高技术制高点。科学数据库是中国科学院十几年来科 研综合信息和知识的积累和应用，正迎合了

7、我国知识经济时代到来的时机，顺应了中国科 学院建设国家知识创新系统和知识创新基地的需求。 知识创新的动力来源于知识的积累和发展，科学数据资源，即科学数据、科学事实、 科学文献、科学思想是科学数据库的收集和存储对象。有效地利用已有大量的、多种学科 的信息资源的关键是提供较完善的对科学资源收集、整理、存储、加工和传播的工具，从 而提供完善的研究环境。现代信息技术的发展，特别是计算机硬件、软件和网络技术的发 展为科学资源的有效利用提供了极其有利的条件。并认为，知识创新的基础和前提应是思 维方法，研究工具和科研环境的创新。 科学数据库今后发展的总体目标是建立基于科学数据资源，并提供现代信息技术（处 理

8、）手段，创建新的科学研究环境，从而有效的改善知识创新工程实施的条件和环境。 基于科学数据库的信息化的科研环境的建立正是为实现这种目标所采取的步骤，基于 计算机数据库、网络互联环境，可使科学和工程数据的传播和利用方式得到改变，可以为 科研人员提供高效率、高质量的服务。同时，提供对数据的加工工具和完善的工作环境， 则形成一种全新的科研和开发方式。四、建设内容基于科学数据库的信息化科研环境建设将要进行以下三个方面的工作：1. 科学数据资源的收集和积累（1）实验室产生的动态数据积累。根据科学研究的特点，对实验室里在实验过程 中产生的数据，以及分析测试数据进行收集、整理、加工和建库保存，提供资源共享。

9、（2）专业领域科研数据的积累与保存。将科研课题、项目的研制过程中采集和产 生的数据资料积累保存。信息和数据的收集、分类、存储、检索、加工和避免重复查询等。（3）国外科学数据的合作交换，扩大专业领域的数据资源。通过与国外同行的合 作交换，联系专业领域内国际上最权威的网上免费数据服务系统，并在我国建立相应的网3上镜像（Mirror）节点。使我国科研人员可直接在国内网上检索最新国外科技信息。 （4）扩大学科专业领域的数据收集积累和共享。将科学数据库现有建库单位以外 的研究所组织进来，建库上网，形成一个学科全面的科技数据库群体。2 科学数据资源利用环境的建设（1）数据向信息和知识的加工转变。数据的加工

10、与处理，根据科研的需求，把数 据加工和处理成有用的信息。 （2）知识加工的软件工具开发。针对专业研究人员应用的需求，开发知识加工的 工具。常规工具和工作有：全文检索工具、超文本/超媒体工具、图象识别/检索工具、多 媒体管理/处理工具、辅助设计/验证工具、统计分析工具、数据挖掘/钻探工具、交互式/ 非交互式研讨工具、文字处理/文件生成工具、专业性智能推理软件工具等。上述有的已有 商品化的产品，有的则需要针对特定的需求进行开发或再开发。 （3）构造集成化的数据库系统环境。研制集成化数据库系统和应用软件工具，开 发专业领域数据库的公共界面，建立面向问题的数据库系统。建立网上专业综合科技信息 站点，将

11、自建数据库与 Internet 网上收集的科技信息源综合集成。 （4）建立基于科学数据库的虚拟科研环境。这是一个计算机辅助科研工作综合应 用工具和支撑环境，它的数据信息和工具信息都由一个管理和环境信息库（EIB）控制的 集成化系统。通过开发面向应用、面向问题、面向行业的应用软件和专家系统，使专业领 域数据与知识得到综合利用。3 科学数据资源服务体系的建立（1）建立科学数据中心。上述“科学数据资源利用环境建设”对海量存储、快速 查询所需的高速网络信道和网上科学超级计算能力提出了更高层次的需求。即通过建立科 学数据中心，提供一个可满足上述应用需求的高层次信息技术服务平台的支撑环境来实现 资源共享。

12、 （2）开展专业信息服务。中国独有资源数据库上网服务，通过中国独有资源数据 库的上网服务，与国外同行建立起互惠互利的合作关系，达到全球性科技资源共享。 （3）开展公益性科技信息服务。组织和集成 Internet 上已有的国内外科技信息 资源，开展综合科技信息服务。包括科技期刊，科技新闻，科技政策，科技项目，科技人 才，科技书目，学位论文，专利信息，标准信息和科技专业应用软件及国内外其他可以利 用的信息资源，以现有成熟的技术广泛吸收和集成 Internet 业已存在的科技信息资源，使 用户在网上能够及时地获取有关信息。 （4）开展科学普及服务。基于科学数据库开发建立中国科普博览网站，进行 科学知

13、识的传播。科普工作是科教兴国的重要组成部分，是知识创新工程中知识传播的重 要内容，社会对于科普的需求十分强烈。网上科普内容的建立是一种方便、快速和广泛的 新型科普形式。科学数据库现有 126 个专业数据库，随着它的发展，还会增加更多的不同 专业的数据库。这些专业数据库是加工建立科普内容信息的最基本的资源。利用专业数据 库中有关知识和内容，加以整理和改造，综合计算机、网络、多媒体技术和虚拟现实技术， 声、图、文并茂，适合于网上不同层次的用户。 （5）开展面向问题的专业信息服务或信息推送。针对国家和院一些重大项目进行 专业信息服务或信息推送。建立各专业数据咨询、服务小组。五、结 语4以上介绍了基于

14、科学数据库的信息化科研环境建设的几个方面的工作，作为中国科 学院多学科群共享的基础环境的建设，应作为知识创新科研环境的建设在全院范围内进行 组织实施。将多年积累起来的科技信息资源组织起来，专业数据库结合相应学科领域的知 识创新研究，应用计算机、数据库和网络等先进技术，实现资源的共享和协同工作，建立 信息化的知识创新科研环境。 基于科学数据库的信息化科研环境建设具体实施应分阶段进行。首先在短期内进行 学科试点，选择科学数据库中有条件的专业数据库建库单位按学科进行知识创新科研环境 的建设试点工作。随后总结试点学科的经验，基于科学数据库建设的基础，按“十五”计 划立项在全院各个学科领域中全面实施。

15、随着信息时代的到来，科学数据库在今后的发展过程中，结合国家的创新体制，改善 知识创新环境，配合中国科学院知识创新工程中基础研究、战略性研究，以及知识传播和 科学普及等，必将发挥出其丰富的科技信息资源的巨大优势，做出更大的贡献。参考文献1李望平、孙九林、张建中，科学数据库及其信息系统的研制与应用，科学数据库及其信息技术论文集（四） ，1998.6.2 罗晓沛，基于科学数据库的虚拟科研环境的研究，科学数据库及其信息技术论文集（四） ，1998.6.TENTATIVE PLAN FOR OVERAL DESIGN OF RESEARCH ENVIRONMENT BASED ON SCIENTIFIC

16、 DATABASELi Wangping Yan Baoping Sun Jiulin Luo Xiaopei (Scientific Database of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100080)Abstract This paper gives an account of the tentative plan for the overall design of the research environment based on the scientific database, which includes guiding principle, objective and contents of the database construction, thus expounding the development orientation of the Scientific database in the coming years. Keywor