第十章-药学导论-药学统计学及药学信息学课件.ppt

1、第十章第十章 药学统计学与药学统计学与 药学信息学药学信息学药学导论药学导论统计学（统计学（statisticsstatistics）：研究数据的收集、描述、分析、）：研究数据的收集、描述、分析、综合和解释，以获得新信息、作出新推断的学科。综合和解释，以获得新信息、作出新推断的学科。包括：包括： （1 1）制定调查方案和设计科学实验）制定调查方案和设计科学实验 （2 2）描述实验数据）描述实验数据 （3 3）进行假设检验）进行假设检验 （4 4）获知变量间的定量关系）获知变量间的定量关系概概 述述第一节第一节 几个基本统计学概念几个基本统计学概念频率：频率：概率：概率：()AAninffAnf

2、( )( )Annnf AP An 一、必然事件与随机事件一、必然事件与随机事件必然事件：某条件实现后一定发生或一定不发生的事件必然事件：某条件实现后一定发生或一定不发生的事件随机事件：一定条件下，不一定发生的事件随机事件：一定条件下，不一定发生的事件二、频率与概率二、频率与概率描述随机事件发生可能性大小的数值 随机事件概率的大小在0与1之间，P越接近1，表示某事件发生的可能性越大；P越接近0，表示某事件发生的可能性越小。习惯上将P0.05的事件，称为小概率事件，表示在一次实验或观察中该事件发生的可能性很小，可视为不发生。 在现实中，随机事件的概率往往是未知的，因此，当观测单位足够多时，常用样

3、本中事件的实际发生率来估计总体概率，这种实际发生率称为频率。设在相同条件下，独立重复进行n次试验，事件A出现t次，则事件A出现的频率为tn.如治疗200例患者，120名患者治愈，治愈率为60，这就是一个频率。当观测单位较少时，用频率估计概率是不可靠的。 样本参数用英文字母表示样本参数用英文字母表示 总体参数用希腊字母表示总体参数用希腊字母表示总 体样 本 取样 观测数 据推 断三、总体与样本三、总体与样本 随机性包括：随机性包括： 总体中个体的抽取必须是相互独立的；总体中个体的抽取必须是相互独立的； 总体中所有个体被抽取的机会相等。总体中所有个体被抽取的机会相等。 满足以上两个要求的取样，称为

4、简单随满足以上两个要求的取样，称为简单随机取样（机取样（SRSSRS，simple random samplingsimple random sampling） 这样抽取的样本称为简单随机样本。这样抽取的样本称为简单随机样本。四、观测值的特征四、观测值的特征集中位置与离散程度集中位置与离散程度（1 1）均值）均值 样本均值样本均值 总体均值总体均值 E E（X X）取值取值概率概率X Xi iP Pi i 均值的重要性质：均值的重要性质： 观测值与均值之差（偏差）之和观测值与均值之差（偏差）之和 偏差的平方和偏差的平方和 最小最小 11niiXXni0（ X -X）i2（ X -X）（2 2）

5、众数）众数 频数最大的观测值叫众数，常用于表示离频数最大的观测值叫众数，常用于表示离散型随机变量的集中位置。散型随机变量的集中位置。（3 3）中位数）中位数 把变量的观测值按大小顺序排列，排在当把变量的观测值按大小顺序排列，排在当中的一个观测值叫中位数。中的一个观测值叫中位数。（1 1）极差）极差 （最大值和最小值之差）（最大值和最小值之差） R RX XmaxmaxX Xminmin（2 2）平均（绝对）偏差）平均（绝对）偏差11|niidXXn（3 3）方差）方差 式中式中n n1 1在统计学中叫自由度（在统计学中叫自由度（degree of degree of freedomfreedo

6、m），常用希腊字母），常用希腊字母表示表示221()1niiXXSn五、两个典型的概率分布五、两个典型的概率分布（1 1）特点：）特点： 二项分布是一种每次试验只有两种二项分布是一种每次试验只有两种可能结果而不受以前实验影响的分布。可能结果而不受以前实验影响的分布。在样本容量相对于总体很小时，取样试在样本容量相对于总体很小时，取样试验后，返回不返回，对下一次试验的结验后，返回不返回，对下一次试验的结果无影响。果无影响。（2 2）二项分布的均值、方差、标准差）二项分布的均值、方差、标准差 均值均值npnp 方差方差npqnpq 标准差标准差（3 3）二项分布的实际意义）二项分布的实际意义 一些只

7、有两个结果的互斥事件都与二项分一些只有两个结果的互斥事件都与二项分布有关，在药学方面，可用于分析从制剂批抽布有关，在药学方面，可用于分析从制剂批抽出出n n个个体中不合格个体数的概率。个个体中不合格个体数的概率。npq 设连续性随机变量设连续性随机变量X X的概率密度为的概率密度为 则称则称X X服从参数为服从参数为 、 （- - + + ， 0 0）的正态分布，记为）的正态分布，记为X XN N（ ， ）（1 1）特点：）特点： 极大值在极大值在； 以以X X为对称轴；为对称轴； X X轴是渐进线；轴是渐进线；拐点在拐点在X X。（2 2）标准正态分布）标准正态分布一般的正态分布取决于均值一

8、般的正态分布取决于均值 和标准差和标准差 计算概率时计算概率时 ，每一个正态分布都需要有自己，每一个正态分布都需要有自己的正态概率分布表，这种表格是无穷多的若能的正态概率分布表，这种表格是无穷多的若能将一般的正态分布转化为标准正态分布，计算将一般的正态分布转化为标准正态分布，计算概率时只需要查一张表概率时只需要查一张表 任何一个一般的正态分布，可通过下面的线性变换转任何一个一般的正态分布，可通过下面的线性变换转化为标准正态分布化为标准正态分布（3 3）标准正态分布表的使用）标准正态分布表的使用将一个一般的转换为标准正态分布将一个一般的转换为标准正态分布计算概率时计算概率时 ，查标准正态概率，查

9、标准正态概率分布表分布表对于负的对于负的 x x ，可由，可由 (-x) (-x) x x 得到得到对于标准正态分布，即对于标准正态分布，即XN(0,1)XN(0,1)，有，有P (aP (a X X b)b) b b a a P (|X| P (|X| a)a) 2 2 a a 1 1对于一般正态分布，即对于一般正态分布，即XN(XN( , , ) )，有，有六、均值的分布和中心极限定理六、均值的分布和中心极限定理 如一个随机变量如一个随机变量X X呈总体均值为呈总体均值为、总体方差为、总体方差为2 2的正态分布，则其容量为的正态分布，则其容量为n n的样本均值的样本均值 也呈正态也呈正态分

10、布，其总体均值仍为分布，其总体均值仍为，但总体方差为，但总体方差为2 /n2 /n，即，即X22XXn 设从均值为设从均值为 ，方差为，方差为 2 2的一个任意总体中抽取的一个任意总体中抽取容量为容量为n n的样本，当的样本，当n n充分大时，样本均值的抽样分布充分大时，样本均值的抽样分布近似服从均值为近似服从均值为、方差为、方差为2/n2/n的正态分布的正态分布第二节第二节 取样取样 按与调查目的有关的某个主要性标志将总体单位划分按与调查目的有关的某个主要性标志将总体单位划分为若干层（也称类、组或子总体），然后从多层中按随机为若干层（也称类、组或子总体），然后从多层中按随机原则分别抽取一定数

11、目的单位构成样本。原则分别抽取一定数目的单位构成样本。一、随机取样与随机数表一、随机取样与随机数表 简单随机抽样是最基本的抽样组织方式。是对总体单位简单随机抽样是最基本的抽样组织方式。是对总体单位不进行任何划分或排队，完全随机地直接从总体中抽取样本不进行任何划分或排队，完全随机地直接从总体中抽取样本单位，使每个总体单位都有完全均等的机会被抽中。单位，使每个总体单位都有完全均等的机会被抽中。二、分层取样二、分层取样 在大规模生产中，表明供应方产品质量特征的随在大规模生产中，表明供应方产品质量特征的随机变量应不超出某规定范围。机变量应不超出某规定范围。三、系统取样三、系统取样 常用于质量控制，每第

12、常用于质量控制，每第n n个个体选取一个，但个个体选取一个，但最初选取的个体是随机的。最初选取的个体是随机的。四、验收取样四、验收取样第三节第三节 数据制图数据制图 与统计方法有关的图解：与统计方法有关的图解： 以传递信息为目的的图解：以传递信息为目的的图解： 如直方图、条形图如直方图、条形图 在坐标中描述变量之间关系的图解在坐标中描述变量之间关系的图解一、引言一、引言 在许多研究数据中，响应在许多研究数据中，响应Y Y的对数而不是的对数而不是Y Y本身与本身与独立变量独立变量X X呈线性关系，这样就要进行半对数标绘，即呈线性关系，这样就要进行半对数标绘，即变量变量X X的坐标是自然数而响应（

13、函数）的坐标是自然数而响应（函数）Y Y的是它的对数的是它的对数logYlogY。二、描述频数的图解二、描述频数的图解直方图、条形图、扇形图直方图、条形图、扇形图三、描述变量关系的标绘图三、描述变量关系的标绘图第四节第四节 统计估计和假设检验统计估计和假设检验统计方法统计方法描述统计描述统计推断统计推断统计统计估计统计估计假设检验假设检验 样本统计量均值样本统计量均值 和方差和方差S2S2分别是其总体均值分别是其总体均值和总体方差和总体方差2 2的最佳估计。的最佳估计。 置信区间（置信区间（confidence intervalconfidence interval）：是我们相信）：是我们相信

14、统计量如总体均数所在的区间，由总体的性质、参数统计量如总体均数所在的区间，由总体的性质、参数的样本估计值和想达到的置信度决定。的样本估计值和想达到的置信度决定。 以样本均值为对称中心的双侧置信区间：以样本均值为对称中心的双侧置信区间： P P置信区间置信区间XnZX一、统计估计一、统计估计 P P置信区间置信区间（1 1）未知，需要由样本估计未知，需要由样本估计（2 2）已知，直接代入公式已知，直接代入公式（3 3）比率的置信区间）比率的置信区间tnSX一、统计估计一、统计估计二、假设检验二、假设检验（1 1）概念）概念事先对总体参数或分布形式作出某种假设事先对总体参数或分布形式作出某种假设然

15、后利用样本信息来判断原假设是否成立然后利用样本信息来判断原假设是否成立（2 2）类型）类型参数假设检验参数假设检验非非参数假设检验参数假设检验（3 3）特点）特点采用逻辑上的反证法采用逻辑上的反证法依据统计上的小概率原理依据统计上的小概率原理 零假设（零假设（null hypothesisnull hypothesis）：）： 关于两个总体在某一参数如均值上一致（实关于两个总体在某一参数如均值上一致（实际上差异为零）的假设际上差异为零）的假设H0H0。 如如 H0H0：1122 备择假设（备择假设（alternative hypothesisalternative hypothesis）：如）

16、：如果舍弃果舍弃H0H0则接受则接受HaHa，HaHa也可用也可用H1H1表示。表示。 如如HaHa：112 2例：表 观测单一总体均值的实验示例同类药物的治愈率新药的治愈率值得临床研究重视得血压降低标准值临床前研究中n只大鼠血压降低均值药典片剂通则关于崩解时限的规定药片片剂平均崩解时限标示量药片片剂的平均含量假设值或标准值样本均值对此例中每一类问题的假设检验，可提出三个假设检验：对此例中每一类问题的假设检验，可提出三个假设检验：H0:=0,Ha: H0:=0,Ha: 0 0 H0:=0,Ha: H0:=0,Ha: H0:=0,Ha: 0 0（1 1）提出检验统计量）提出检验统计量T T并进行

17、实验并进行实验（2 2）提出零假设）提出零假设H0H0和备择假设和备择假设HaHa（3 3）规定显著性水平）规定显著性水平 显著性水平：即根据统计检验的结果舍弃零显著性水平：即根据统计检验的结果舍弃零假设假设H0H0（存在显著差异）而实际上不存在的概率。（存在显著差异）而实际上不存在的概率。（4 4）计算检验统计量）计算检验统计量T T并进行显著性检验并进行显著性检验（1 1）已知的单样本双侧均值检验已知的单样本双侧均值检验（2 2）已知的单样本单侧均值检验已知的单样本单侧均值检验（3 3）未知的单样本双侧均值检验未知的单样本双侧均值检验 先求先求t t值，再计算置信区间，进行值，再计算置信区

18、间，进行t t检验检验（4 4）独立样本方差）独立样本方差S12S12和和S22S22的比较：的比较：F F检验检验00|nnXXZ2从一组样本数据出发，确定变量之间的数学关系式从一组样本数据出发，确定变量之间的数学关系式对这些关系式的可信程度进行各种统计检验，并从影响某对这些关系式的可信程度进行各种统计检验，并从影响某一特定变量的诸多变量中找出哪些变量的影响显著，哪些一特定变量的诸多变量中找出哪些变量的影响显著，哪些不显著不显著利用所求的关系式，根据一个或几个变量的取值来预测或利用所求的关系式，根据一个或几个变量的取值来预测或控制另一个特定变量的取值，并给出这种预测或控制的精控制另一个特定变

19、量的取值，并给出这种预测或控制的精确程度确程度第五节第五节 回归分析回归分析回归模型回归模型多元回归多元回归一元回归一元回归线性线性回归回归非线性非线性回归回归线性回线性回归归非线性非线性回归回归（1 1）回答）回答“变量之间是什么样的关系？变量之间是什么样的关系？”（2 2）方程中运用）方程中运用1 1个数字的因变量个数字的因变量( (响应变量响应变量) )被预测的被预测的变量变量1 1个或多个数字的或分类的自变量个或多个数字的或分类的自变量 ( (解释变解释变量量) )用于预测的变量用于预测的变量（3 3）主要用于预测和估计）主要用于预测和估计（1 1）当只涉及一个自变量时称为一元回归，若

20、）当只涉及一个自变量时称为一元回归，若因变量因变量 y y 与自变量与自变量 x x 之间为线性关系时之间为线性关系时称为一元线性回归称为一元线性回归（2 2）对于具有线性关系的两个变量，可以用一）对于具有线性关系的两个变量，可以用一条线性方程来表示它们之间的关系条线性方程来表示它们之间的关系（3 3）描述因变量）描述因变量 y y 如何依赖于自变量如何依赖于自变量 x x 的方的方程称为回归模型程称为回归模型 Y = Y = 0+ 0+ 1 x1 x 方程的图示是一条直线，因此也称为直线回归方程的图示是一条直线，因此也称为直线回归方程方程 0 0是回归直线在是回归直线在 y y 轴上的截距，

21、是当轴上的截距，是当 x=0 x=0 时时 y y 的期望值的期望值 1 1是直线的斜率，称为回归系数，表示当是直线的斜率，称为回归系数，表示当 x x 每变动一个单位时，每变动一个单位时，y y 的平均变动值的平均变动值 回归直线是对若干个数据对（回归直线是对若干个数据对（X,YX,Y）绘制）绘制的，但由于遵守正态分布的实验误差，数据对的，但由于遵守正态分布的实验误差，数据对中两个以上的点，不能恰好在一条直线上，即中两个以上的点，不能恰好在一条直线上，即恰好通过所有数据点的直线是找不到的，只能恰好通过所有数据点的直线是找不到的，只能找到一条离所有点都近的直线，所用的客观方找到一条离所有点都近

22、的直线，所用的客观方法叫最小二乘法（法叫最小二乘法（method of least method of least squaressquares）。）。 （1 1）定义）定义 给定给定n n个数据对（个数据对（X,YX,Y），找到一条规定），找到一条规定X X，Y Y关系的直线，使所有数据对（关系的直线，使所有数据对（X X，Y Y）与拟规定的）与拟规定的直线在直线在Y Y轴方向的距离平方和最小轴方向的距离平方和最小用数学语用数学语言表示就是言表示就是 最小，这样的一条直线就最小，这样的一条直线就是描述是描述X X，Y Y间关系的最佳直线，称为最小二乘线。间关系的最佳直线，称为最小二乘线。ni

23、i12（Y - Y ）（2 2）图示）图示（3 3） 和和 的计算公式的计算公式01二、回归分析在药物研究中的应用二、回归分析在药物研究中的应用例：把例：把6 6个浓度按两倍递增的纯青霉素溶液（个浓度按两倍递增的纯青霉素溶液（132U/ml132U/ml）置于进行生物测）置于进行生物测定的杯碟中。下表给出每一浓度以定的杯碟中。下表给出每一浓度以mmmm表示的抑菌圈直径，在这个长度表示的抑菌圈直径，在这个长度的测量中发生较大的误差。如果对青霉素溶液的浓度的测量中发生较大的误差。如果对青霉素溶液的浓度C C取以取以2 2为底的对为底的对数（笔，数（笔，binitbinit），则抑菌圈的直径与青霉素

24、溶液的浓度成线性关系。），则抑菌圈的直径与青霉素溶液的浓度成线性关系。试求试求Y Y在在X X上的回归直线方程。上的回归直线方程。24.7723.1321.3519.5217.7815.87Y抑菌抑菌圈直径圈直径/mm543210Xlog2C32168421C/ml 表表 青霉素溶液浓度的对数变换青霉素溶液浓度的对数变换解解 进行进行Y Y在在X X上的回归计算上的回归计算 X X15 n15 n6 6 Y Y122.42122.42 2.50 2.50 20.4020.40 X2 X255 XY55 XY337.24 337.24 Y2Y22553.38802553.3880 于是于是Y Y

25、在在X X上的回归直线方程是上的回归直线方程是 15.9415.941.782X1.782X 10187.141.78210520.242（6）337.24（15）122.42（6）55（15）（1.782）2.5020.404.45515.94XYY第六节第六节 实验设计实验设计（1 1）对照：齐同可比）对照：齐同可比（2 2）重复：）重复：获得总体标准差的估计值获得总体标准差的估计值 用大容量样本重复多次获得的均用大容量样本重复多次获得的均值，能把因素在实验中的效应估计得更精密。值，能把因素在实验中的效应估计得更精密。（3 3）随机：有助于把可能存在得外部因素效应）随机：有助于把可能存在得

26、外部因素效应平均化而减免。平均化而减免。一、实验设计的基本原理一、实验设计的基本原理 确认并陈述问题确认并陈述问题 选择因素和水平选择因素和水平 选择响应变量选择响应变量 选择实验设计选择实验设计 进行实验进行实验 分析数据分析数据 做结论并提建议做结论并提建议二、方差分析二、方差分析（analysis of varianceanalysis of variance，ANOVAANOVA） 方差分析能确定引起生产和实验结果有差异方差分析能确定引起生产和实验结果有差异的诸因素各自的单独作用和彼此的交互作用。的诸因素各自的单独作用和彼此的交互作用。 变差的大小通常用变差平方和（简称平方和）变差的大

27、小通常用变差平方和（简称平方和）表示表示 平方和的加和性：总平方和等于各因素平方平方和的加和性：总平方和等于各因素平方和与误差平方和之和，即和与误差平方和之和，即 SStotSStotSSASSASSBSSBSSeSSe2()iSSXX三、实验设计的分类三、实验设计的分类 等级分类等级分类 交叉分类交叉分类 固定的固定的 随机的随机的第七节第七节 几个现代统计方法几个现代统计方法 蒙特卡洛方法根据模拟抽样的结果估算求解问题解蒙特卡洛方法根据模拟抽样的结果估算求解问题解X X的近似值。这样的近似值通常是以一个数学期望等于的近似值。这样的近似值通常是以一个数学期望等于X X的统计量的样本均值给出。

28、的统计量的样本均值给出。 SSSS，SSSS，SMSM，MSMS，SMSSMS一、蒙特卡洛方法一、蒙特卡洛方法随机现象的统计模拟随机现象的统计模拟二、模拟识别（二、模拟识别（pattern recognitionpattern recognition） 模式识别不需要数学模型，只需要找到互不相同模式识别不需要数学模型，只需要找到互不相同的数据间的关系，可处理代表模式而维数大于三的数的数据间的关系，可处理代表模式而维数大于三的数据。据。（1 1）步骤：）步骤：数据即观测值的收集、表示和预处理；数据即观测值的收集、表示和预处理； 特征提取和选择；特征提取和选择； 分类、决策分类、决策（2 2）分类

29、：）分类：非参数法；非参数法；参数（贝叶斯）法参数（贝叶斯）法2. 药学信息学药学信息学2.1 信息信息2.2 信息的相关概念信息的相关概念2.3 信息管理信息管理2.4 药学信息管理药学信息管理 信息概念是十分复杂的。我们在讨论信息的定义时，必须注意定义的条件和范信息概念是十分复杂的。我们在讨论信息的定义时，必须注意定义的条件和范围。引入不同的约束条件，将会得到不同的信息定义。为了对信息概念有一个更为围。引入不同的约束条件，将会得到不同的信息定义。为了对信息概念有一个更为清晰的认识。清晰的认识。 我们首先从本体论和认识论两个层次上来讨论信息概念的定义，并进行比较。我们首先从本体论和认识论两个

30、层次上来讨论信息概念的定义，并进行比较。 （1 1）本体论层次的信息定义）本体论层次的信息定义 信息是信息是事物存在的方式事物存在的方式和和运动状态运动状态的表现形式。的表现形式。2.1.1 信息的含义信息的含义存在于人类社会、存在于人类社会、思维活动和自然界思维活动和自然界中一切可能的对象中一切可能的对象 事物的内部结事物的内部结构和外部联系构和外部联系 一切意义上的变一切意义上的变化，包括机械的、化，包括机械的、物理的、化学的、物理的、化学的、生物的、思维的生物的、思维的和社会的运动和社会的运动 事物在时间和空间上变化事物在时间和空间上变化所展示的特征、态势和规律所展示的特征、态势和规律

31、2.1 信息信息（2 2）认识论层次的信息定义）认识论层次的信息定义信息是主体所信息是主体所感知感知或或表述表述的事物存在的方式和运动状态。的事物存在的方式和运动状态。 外部世界向主体输入的信息外部世界向主体输入的信息 主体向外部世界输出主体向外部世界输出 （3 3）两种不同层次的信息定义比较）两种不同层次的信息定义比较 在本体论层次上信息的存在不以主体的存在为前提，即使根本不存在本体论层次上信息的存在不以主体的存在为前提，即使根本不存在主体，信息也仍然存在。因此，完全可以认为，在人类出现以前，信息在主体，信息也仍然存在。因此，完全可以认为，在人类出现以前，信息就已经客观存在，只是没有人去感知

32、、表述和利用而已。就已经客观存在，只是没有人去感知、表述和利用而已。 在认识论层次上则不同，没有主体，就不能认识信息也就没有认识在认识论层次上则不同，没有主体，就不能认识信息也就没有认识论层次上的信息。因此也可以说，在人类出现之前，根本就不存在信息。论层次上的信息。因此也可以说，在人类出现之前，根本就不存在信息。 认识论层次的信息概念比本体论层次的信息概念具有更为丰富的内涵认识论层次的信息概念比本体论层次的信息概念具有更为丰富的内涵. .这是因为下述三个方面的缘由这是因为下述三个方面的缘由 首先，作为主体的人具有感知能力能够感知到事物的存在和运动状首先，作为主体的人具有感知能力能够感知到事物的

33、存在和运动状态；态； 其次，人具有理解能力，能够理解事物的存在和运动状态的特定含义；其次，人具有理解能力，能够理解事物的存在和运动状态的特定含义； 第三，人具有目的性，能够判断事物的存在方式和运动状态对其目的第三，人具有目的性，能够判断事物的存在方式和运动状态对其目的而言的效用价值。而言的效用价值。 上述三个方面是相互依存不可分割的。只有在感知了事物的存在方式上述三个方面是相互依存不可分割的。只有在感知了事物的存在方式和运动状态的形式，理解了它的含义，明确了它的效用之后，才算真正掌和运动状态的形式，理解了它的含义，明确了它的效用之后，才算真正掌握了这个事物的信息，才能做出正确的决策。我们把同时

34、考虑到事物存在握了这个事物的信息，才能做出正确的决策。我们把同时考虑到事物存在方式和运动状态的外在形式、内在含义和效用价值的识论层次上的信息称方式和运动状态的外在形式、内在含义和效用价值的识论层次上的信息称为为“全信息全信息”， 将仅考虑其中形式因素的信息称为将仅考虑其中形式因素的信息称为“语法信息语法信息”，将仅考虑其，将仅考虑其中内容中内容( (含义含义) )因素的信息称为因素的信息称为“语义信息语义信息”，将考虑其中效用因素，将考虑其中效用因素的信息称为的信息称为“语用信息语用信息”。因此，认识论层次的信息是同时考虑语。因此，认识论层次的信息是同时考虑语法信息、语义信息和语用信息的全信息

35、。法信息、语义信息和语用信息的全信息。 全信息全信息形式因素形式因素语法信息语法信息(Syntactic Information)内容内容( (含义含义) )因素因素语义信息语义信息效用因素效用因素语用信息语用信息(Semantic Information)(Pragmatic Information)(Comprehensive Information) (4) (4)信息与物质、能量的关系信息与物质、能量的关系 信息与物质、能量的差异信息与物质、能量的差异 A A 信息是物质的属性而不是物质本身。信息是物质的属性而不是物质本身。 信息可以脱离物质而独立存在信息可以脱离物质而独立存在, ,同

36、时又不影响物质的存在与运动，它所同时又不影响物质的存在与运动，它所表现的主要是物质运动的状态与方式，是物质之间的联系与相互作用。我表现的主要是物质运动的状态与方式，是物质之间的联系与相互作用。我们可以用一个很简单的例子来解释这个现象。比如在心电检查过程中，被们可以用一个很简单的例子来解释这个现象。比如在心电检查过程中，被检查者心脏运动状态及其状态的改变可通过心电图记录下来，医生可以从检查者心脏运动状态及其状态的改变可通过心电图记录下来，医生可以从心电图的波动曲线变化情况分析判断被检查者心脏健康状况。此时，记录心电图的波动曲线变化情况分析判断被检查者心脏健康状况。此时，记录下来的仅仅是能够反映心

37、脏功能状态的信息，而不是心脏实体。下来的仅仅是能够反映心脏功能状态的信息，而不是心脏实体。 B B 信息是物质的运动状态或方式，而能量则是物质做功的动力。信息是物质的运动状态或方式，而能量则是物质做功的动力。 信息与物质、能量之间的联系信息与物质、能量之间的联系 A A 物质是信息的源泉。物质是信息的源泉。 任何物质的运动过程同时也是信息运动的过程，而任何任何物质的运动过程同时也是信息运动的过程，而任何信息运动的过程都离不开物质的运动过程，即信息不能脱离信息运动的过程都离不开物质的运动过程，即信息不能脱离物质而单独存在。物质而单独存在。 B B 信息与能量密不可分。信息与能量密不可分。 信息的

38、获取和传递离不开能量，能量的转换也离不开信信息的获取和传递离不开能量，能量的转换也离不开信息。传输信息或处理信息总需要一定的能量来支持，而控制息。传输信息或处理信息总需要一定的能量来支持，而控制和利用能量总需要有信息来引导。和利用能量总需要有信息来引导。 C C 信息与物质、能量可以相互转化。信息与物质、能量可以相互转化。 信息虽然既不是物质也不是能量。但在一定条件下，信信息虽然既不是物质也不是能量。但在一定条件下，信息可以转化成物质和能量。最主要的条件是信息必须被人们息可以转化成物质和能量。最主要的条件是信息必须被人们有效地利用。正确而有效地利用信息，就可能在同样的条件有效地利用。正确而有效

39、地利用信息，就可能在同样的条件下创造更多的物质财富和能量下创造更多的物质财富和能量2.1.2 信息的类型信息的类型（1 1）信息的类型）信息的类型按信息的来源按信息的来源自然信息自然信息社会信息社会信息按信息的逻辑层面按信息的逻辑层面语法信息语法信息语义信息语义信息语用信息语用信息按信息的运动状态按信息的运动状态动态信息：时间性很强的新闻和情报动态信息：时间性很强的新闻和情报静态信息：比较稳定的历史文献、资料和知识的信息静态信息：比较稳定的历史文献、资料和知识的信息按对信息的感受方式按对信息的感受方式直接信息直接信息间接信息间接信息按信息产生的时间按信息产生的时间历史信息：历史记载、档案资料等

40、人类历史上的信息历史信息：历史记载、档案资料等人类历史上的信息现时信息：关于当今社会发展变化的信息，涉及当前社会生活的一切领域现时信息：关于当今社会发展变化的信息，涉及当前社会生活的一切领域未来信息：人类对未来社会的关注以及未来学、预测学的研究未来信息：人类对未来社会的关注以及未来学、预测学的研究利用者（认识主体）利用者（认识主体）观察的角度和过程观察的角度和过程在理想观察条件下认识主体所获得的关于事物的全部信息在理想观察条件下认识主体所获得的关于事物的全部信息 实在信息实在信息 先验信息先验信息 认识主体具有的记忆能力认识主体具有的记忆能力 实得信息实得信息 认识主体具有的学习能力认识主体具

41、有的学习能力 信息的传递方向信息的传递方向纵向信息纵向信息横向信息横向信息网状信息网状信息信息的流通渠道信息的流通渠道正式信息正式信息非正式信息非正式信息信息的记录方式信息的记录方式语音信息语音信息图像信息图像信息文字信息文字信息数字信息数字信息计算信息计算信息（2 2）药学信息的类型）药学信息的类型 人体内信息人体内信息药学信息的存在方式药学信息的存在方式 人体外信息人体外信息 人体内信息人体内信息是指药物与生命现象有关的在人体内不同层次发生、传递、是指药物与生命现象有关的在人体内不同层次发生、传递、接收并执行生命系统功能的各种信息。主要包括：药物与生命遗传有关的信接收并执行生命系统功能的各

42、种信息。主要包括：药物与生命遗传有关的信息、药物与生命活动的调控有关的信息、药物与生物电磁有关的信息、药物息、药物与生命活动的调控有关的信息、药物与生物电磁有关的信息、药物与脑和神经系统有关的信息、药物与视觉和光处理有关的信息、药物与生物与脑和神经系统有关的信息、药物与视觉和光处理有关的信息、药物与生物体结构和微光机电系统有关的信息、药物与基因芯片和蛋白质芯片有关的信体结构和微光机电系统有关的信息、药物与基因芯片和蛋白质芯片有关的信息等。值得关注的是对基因层次的信息研究是近年来生物信息学研究的重息等。值得关注的是对基因层次的信息研究是近年来生物信息学研究的重点，并由此形成新的分支学科点，并由此

43、形成新的分支学科药物基因组学药物基因组学(pharmacogenomics)，包括，包括选择个体中有关药物的作用、活性、排除候选基因和鉴别基因序列中的差异。选择个体中有关药物的作用、活性、排除候选基因和鉴别基因序列中的差异。通过分析评价这些差异在药物中的作用功能，以及在种群中表型差异，开发通过分析评价这些差异在药物中的作用功能，以及在种群中表型差异，开发出适合个体的药物，实现个体化用药，从而最大限度地减少药物的毒副作用，出适合个体的药物，实现个体化用药，从而最大限度地减少药物的毒副作用，获得最优化的疗效。获得最优化的疗效。 人体外信息人体外信息是药学研究、药物生产、流通和使用等有关的各种信息。

44、主是药学研究、药物生产、流通和使用等有关的各种信息。主要包括：与临床观察、疾病诊断和治疗有关的信息、与临床用药决策有关的要包括：与临床观察、疾病诊断和治疗有关的信息、与临床用药决策有关的信息、与计算机药学应用系统有关的信息、与药学研究和开发有关的信息、信息、与计算机药学应用系统有关的信息、与药学研究和开发有关的信息、与药学信息处理有关的信息、与药学数据库有关的信息、与社区医疗用药有与药学信息处理有关的信息、与药学数据库有关的信息、与社区医疗用药有关的信息、与公共卫生和卫生保健有关的信息、与药学教育与管理有关的信关的信息、与公共卫生和卫生保健有关的信息、与药学教育与管理有关的信息等。从信息管理的

45、角度人体外信息是药学信息管理的主要对象。息等。从信息管理的角度人体外信息是药学信息管理的主要对象。药学信息的来源药学信息的来源 系统内部的信息主要来自药学领域各业务部门、用药系统内部的信息主要来自药学领域各业务部门、用药活动全过程、药学科学和技术的发展以及医药卫生行政活动全过程、药学科学和技术的发展以及医药卫生行政管理等。并以统计、报表、原始数据、分析、总结、资管理等。并以统计、报表、原始数据、分析、总结、资金、供应、库存、设备、规章、标准等形式表现出来，金、供应、库存、设备、规章、标准等形式表现出来，多属一次信息。系统内部的信息是药学信息的重要来多属一次信息。系统内部的信息是药学信息的重要来

46、源也是获取药学信息的重要渠道。源也是获取药学信息的重要渠道。 系统外部的信息是指反映医药卫生系统外部环境变化系统外部的信息是指反映医药卫生系统外部环境变化的信息。各种类型的相关学科文献、各级政府和相关部的信息。各种类型的相关学科文献、各级政府和相关部门、社会组织和学术团体以及普通公民，都可能提供、门、社会组织和学术团体以及普通公民，都可能提供、传递和使用药学信息。传递和使用药学信息。系统内部的信息系统内部的信息系统外部的信息系统外部的信息药药学学信信息息学学药研信息学药研信息学药疗信息学药疗信息学药市信息学药市信息学药事信息学药事信息学 药学技术信息学药学技术信息学药学服务信息药学服务信息学学

47、生物系统技术信息生物系统技术信息学学基因技术信息基因技术信息学学免疫技术信息免疫技术信息学学毒理学技术信息毒理学技术信息学学 化学反应技术信息化学反应技术信息学学代谢组技术信息代谢组技术信息学学中药信息中药信息学学靶标设计靶标设计 靶标确立靶标确立先导化和物产先导化和物产生生先导化合物优先导化合物优化化临床前开发临床前开发 II期期 I期期 III期期IIIb/IV期期临床试验临床试验产品研发产品研发报批报批商品化商品化产品商品化产品商品化上市前上市前上市上市市场培育及发展市场培育及发展上市上市 药物警戒药物警戒产品质量控制产品质量控制新药发现新药发现技术技术信息学信息学信信 息息 流流服务服

48、务信息学信息学服务服务信息学信息学图图 药品从研发到上市流程图药品从研发到上市流程图疾病疾病 机理机理化合物化合物靶标靶标医学信息学医学信息学生物信息学生物信息学化学信息学化学信息学技技 术术 信信 息息 学学图图 技术信息学的含义技术信息学的含义先导化合物先导化合物优化优化配体分子配体分子候选化合物评价候选化合物评价先导化合物先导化合物蛋白质蛋白质-配体结合位点配体结合位点筛选筛选生物试验生物试验临床前开发临床前开发克隆表达及功能验证克隆表达及功能验证靶标识别及确证靶标识别及确证图图 技术信息学的反复叠代过程技术信息学的反复叠代过程新新 药药 项项 目目销销 售售 渠渠 道道制制 药药 公公

49、 司司消费者消费者（患者）（患者）医医 师师医院和诊所医院和诊所分分 销销 商商连锁药店连锁药店政府及相关部门政府及相关部门消费者（患者）消费者（患者）大学及研究中心大学及研究中心药研信息药研信息药疗信息药疗信息药疗信息药疗信息药疗信息药疗信息药品信息药品信息药品信息药品信息制药公司制药公司药药 研研 信信 息息图图 新药产品到最终患者使用流程中各环节间的信息流新药产品到最终患者使用流程中各环节间的信息流 小规模试验小规模试验 物质和能量平衡物质和能量平衡市场研究市场研究功效评价功效评价替代路径选择替代路径选择产品发现产品发现 产品文件管理产品文件管理任务周期测定任务周期测定处方合成处方合成

50、生产计划生产计划 小试小试中试及放大中试及放大片剂片剂/胶囊胶囊 投产投产上市上市操作步骤操作步骤任务建模任务建模控制合成及优化控制合成及优化生产链逻辑设计生产链逻辑设计及有效性验证及有效性验证杂质鉴定杂质鉴定反应媒介反应媒介过程模拟过程模拟市场预测市场预测批量生产批量生产均相控制均相控制颗粒分布颗粒分布压片压片/微囊化微囊化生产线进度生产线进度操作培训操作培训批量生产批量生产时间的优化时间的优化异常事件异常事件的管理的管理生产维护计划生产维护计划ERPERP系统整合系统整合日程控制日程控制生理活性预测生理活性预测生产类型选择及规模生产类型选择及规模图图 制药公司生产中的任务图制药公司生产中的