本书主要内容包括：药学计算概论、药学计算原理、算法原理、仿真原理、药学计算能力、算法能力、网络与通信、存储与挖掘、并行与随机、人工智能、计算技术的滥用、计算革命、计算的未来等内容。

30年前，我读过《实用药学计算》一书，当时编者的话说：“药学是一门应用科学，与数学密切相关。从药物的处方调配、制剂生产、成品的分析检验，以及体内的吸收、分布、消除等量变规律，到药物有效期的测定和给药方案的制订，等等，均是建立在一定的数学原理和方法的基础之上的，有其内在的数学规律可循。现代，正是由于数学在药学领域的不断深入，使药学进入到了一个崭新的阶段，对临床药学的数据处理要求也日益精确，以保证临床用药的高效、安全、低毒。因此，数学已成为临床药学技术中的重要工具。而广大医药工作者，往往对经常遇到的临床药学运算（诸如临床用药、配方、制剂、检验分析等）以及数理统计方法在药学应用中的计算感到困难。为此，我们药学和数学工作者，结合自己多年工作的经验，编写了这本《实用药学计算》。”编者卓有远见地明确指出“药学计算为一门较新的系统性的应用科学”。确是如此，从那之后计算技术正式走上了历史舞台，不是停留在药学和数学的研究之间，而是迅速地创立了计算学科。30年后，我们总结药学计算更多地关注了如何将理论上升到计算思维的层面上，任务十分艰巨。恰逢2012年教育部“大学计算机课程改革项目”启动，我等在前辈的光芒照耀下，汇聚了一批年轻有为的专家学者，初步构思编写了崭新的《药学计算导论》教材，以期满足我国药学类大学计算机课程改革的需要，以便让药学计算思维逐步深入药学专门人才的心田，让药学类各专业大学生正确树立起科学计算的世界观，掌握科学计算的方法论。
作为药学类大学生的第三门计算科学教材，我们把目标锁定在培养计算思维能力上，因此侧重在理论分析和介绍上，实验部分学生直接实践即可。本书共分五部分，其中前四部分为理论部分共11章，内容包括计算基础、算法原理、仿真原理、网络与通信、存储与挖掘、算法能力、并行与随机、人工智能、计算技术的滥用、计算的革命以及计算的未来。实验部分集合了一大批近年来药学计算典型案例，涉及软件10余种，掀开了药学计算神秘面纱的一角，熟练掌握，举一反三，即可推而广之。我们期待大学生能够不断理解用计算机解决各类药学问题的基本思路，理解在探究药学计算奥秘时计算机提供的强大的支持，拓展学生的想象空间。期待学生能够自觉地将自身的创新潜能与计算机提供的支持有效地结合，使得计算思维能力成为自身素质的一个部分，具有除了读、写、算以外的重要的计算能力。
本书由董鸿晔，于净任主编，编者全部来自沈阳药科大学药学计算教学第一线，其中有5位博士、5位硕士。具体分工如下：引言和第10、11章由董鸿晔编写，第1、2章由于净编写，第3章由李佐静编写，第4～6章由梁建坤编写，第7～9章由翟菲编写。实验1、16由王海慧编写，实验2、4、5由于净编写，实验3、7由李佐静编写，实验6、10由刘喆编写，实验8由翟菲编写，实验9由宗东升编写，实验11～13由梁建坤编写，实验14由李定远编写，实验15由王海燕编写，实验17由郑小松编写。董鸿晔和于净进行最后统稿。
本课程建议教学安排：理论部分32学时，实验部分32学时（也可以只做部分实验16学时）。建议考核方法：理论概念机试和实验研究报告各占50%。
本书是我们参与中南大学、中国铁道出版社等共同承担的2012年教育部大学计算机课程改革项目首批成果之一，沈阳药科大学各部门都给予了极大的支持。在此还要特别感谢项目总负责人中南大学杨长兴教授的支持，感谢课题组兄弟院校朋友们的关注。另外，编写本书时参考了大量网络文献（特别是周以真对计算思维的阐述），在此一并感谢。
今年，沈阳药科大学计算中心正式走进第30个年头，有机会和一大批年轻专家学者共同完成这一拙著，对我们也是一个考验，权当我们为计算中心成立30周年的献礼和纪念。最近10年，正好我们学科也培养了30个硕士研究生和3个博士研究生，本书实验部分许多就是他们工作的结晶，让我们以此作为药学计算研究一个新的起点，做出我们更大的努力，把药学计算学科发展得更好，为人类健康事业做出更大的贡献。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请读者批评指正。


董鸿晔
2013年3月4日
于沈阳药科大学计算中心

引言 药学计算概论 1
0.1 药学计算的起源 1
0.1.1 药学起源 1
0.1.2 药学计算的起源 1
0.1.3 药学计算思维的诞生 1
0.2 药学计算的发展 2
0.2.1 计算技术的发展 2
0.2.2 药学计算的发展 2
0.2.3 药学计算思维的拓展 3
0.3 药学计算的未来 3
0.3.1 药学的发展 3
0.3.2 药学计算的未来 3
0.3.3 药学计算思维的创新 4
第一部分 药学计算原理
第1章 计算基础 7
1.1 问题分析 7
1.1.1 药学计算过程 7
1.1.2 建立计算模型的方法 10
1.1.3 计算模型求解 11
1.2 数据 16
1.2.1 数据类型 16
1.2.2 数据结构 17
1.2.3 数据意义 19
1.3 算法 21
1.3.1 算法概念 21
1.3.2 算法实现 22
1.3.3 药学计算基本原理和常用方法 24
1.3.4 药学计算可视化方法的设计与实现 25
第2章 算法原理 29
2.1 算法的描述 29
2.1.1 自然语言 30
2.1.2 流程图 30
2.1.3 伪代码 30
2.1.4 程序设计语言 31
2.2 算法的设计 32
2.2.1 穷举法 32
2.2.2 回溯法 33
2.2.3 递归 35
2.2.4 分治法 37
2.2.5 动态规划 40
2.3 算法的评价和分析 42
2.3.1 算法的正确性 42
2.3.2 算法的复杂度 43
第3章 仿真原理 45
3.1 计算机仿真的基本概念 45
3.1.1 仿真的定义 45
3.1.2 仿真的分类 46
3.1.3 计算机仿真的工作流程 47
3.2 连续系统仿真 47
3.2.1 连续系统仿真的原理 47
3.2.2 连续系统仿真的数学模型种类 48
3.2.3 数值积分法 48
3.2.4 算法设计 49
3.3 离散系统仿真 51
3.3.1 概率的概念 51
3.3.2 随机数的产生 51
3.3.3 等时间步长法仿真的原理 52
3.3.4 仿真过程 52
3.4 离散事件系统仿真 53
3.4.1 描述离散事件系统的基本要素 53
3.4.2 离散事件系统的仿真方法 54
3.5 计算机仿真系统的设计及应用工具 54
3.5.1 Simulink 模型库的启动 55
3.5.2 仿真模型窗口的创建 55
3.5.3 仿真模型设计 56
第二部分 药学计算能力
第4章 网络与通信 61
4.1 网络基础 61
4.1.1 网络分类 62
4.1.2 浏览器/服务器（B/S）结构 66
4.1.3 分布式系统 67
4.2 因特网 69
4.2.1 因特网体系结构 70
4.2.2 IP地址 72
4.2.3 HTML和XML 75
第5章 存储与挖掘 78
5.1 数据的存储与表示 78
5.1.1 存储介质 78
5.1.2 存储方式 79
5.1.3 数据的表示 80
5.2 数据库应用系统 85
5.2.1 数据库基础 85
5.2.2 关系模型 86
5.2.3 数据库应用系统 88
5.3 数据挖掘 89
5.3.1 数据挖掘概念 89
5.3.2 数据挖掘原理 90
第6章 算法能力 93
6.1 计算机自身的存储特性导致计算机无法解决的问题 93
6.2 算法的有效性导致计算机不能解决的问题 94
6.3 算法的局限性导致计算机不能解决的问题 95
6.4 人类与自然认知限制导致计算机不能解决的问题 96
6.5 没有算法而导致计算机不能解决的问题 96
第三部分 药学计算进展
第7章 并行与随机 101
7.1 计算机网络并行计算 101
7.1.1 并行计算及其由来 101
7.1.2 并行计算的分类 101
7.1.3 并行计算机的体系结构 103
7.1.4 并行计算机系统的构成 104
7.1.5 并行计算机系统的内存访问模型 105
7.1.6 并行程序设计及其在药学领域的应用 106
7.2 云计算 108
7.2.1 云计算概念的产生 108
7.2.2 云计算的特点和基本原理 108
7.2.3 云计算的分类及应用 110
7.2.4 云计算的发展现状及其在药学领域的应用 112
第8章 人工智能 114
8.1 人工智能基础 114
8.1.1 人工智能的概念和由来 114
8.1.2 人工智能的发展历程 114
8.1.3 人工智能的主要研究学派 116
8.1.4 我国人工智能研究的历史 117
8.1.5 人工智能技术与实现方法 117
8.1.6 人工智能的主要研究方向 118
8.1.7 人工智能在医药领域的应用 118
8.2 人工神经网络 119
8.2.1 人工神经网络的概念和发展 119
8.2.2 人工神经网络的学习方式 120
8.2.3 神经元模型和BP神经网络 121
8.2.4 人工神经网络在药学上的应用 124
8.3 生物医药机器人 131
第9章 计算技术的滥用 132
9.1 计算机伦理 132
9.1.1 计算机伦理学 132
9.1.2 计算机伦理道德的特征与原则 132
9.1.3 计算机伦理学的研究内容 133
9.1.4 计算机伦理道德的规范与教育 135
9.2 计算技术滥用与计算技术犯罪 136
9.2.1 计算机滥用 136
9.2.2 计算技术犯罪 137


第四部分 药学计算展望
第10章 计算的革命 141
10.1 量子计算 141
10.1.1 量子计算概念与量子计算机 141
10.1.2 量子计算基本原理 142
10.2 生物计算 144
10.2.1 生物计算概念与生物计算机 144
10.2.2 DNA计算原理 144
10.2.3 DNA计算的模型 145
10.3 社会计算 146
10.3.1 社会计算概念 146
10.3.2 社会计算原理 147
10.3.3 社交网站 147
第11章 计算的未来 148
11.1 网络计算 148
11.1.1 企业计算——以中间件为核心 148
11.1.2 网格计算——让计算能力“公用化” 149
11.1.3 对等计算——倡导“平等”共享 150
11.1.4 普及计算——计算无所不在 150
11.1.5 各类网络计算之间的异同 151
11.2 创新计算 152
11.2.1 创造性思维 152
11.2.2 创新计算 153
11.2.3 创新计算的模型框架 154
11.2.4 创新计算的计算方法 155
11.2.5 创新计算的计算思维 156
11.2.6 创新计算的评价模型 157
11.2.7 创新计算的发展趋势 158
11.3 高性能计算 159
11.3.1 高性能计算的概念 159
11.3.2 高性能计算的应用发展 159
11.3.3 高性能计算——探索未知世界 160
11.3.4 高性能计算——告别巫师与消解中心 161

第五部分 实 验
实验1 LD50计算 165
实验2 药学试验设计 168
实验3 基于SAS 9.2的药学数据判别 174
实验4 数据描述与统计检验 178
实验5 数据分析 183
实验6 回归分析实验 188
实验7 基于Matlab的药学数据聚类分析 193
实验8 数据仿真 196
实验9 基于Matlab神经网络工具箱的药物处方优化 202
实验10 数据挖掘实验 206
实验11 图像增强 212
实验12 图像分割 215
实验13 图像识别 221
实验14 利用积分图像法快速计算Haar特征 223
实验15 图像动画 227
实验16 中药指纹图谱专家系统 233
实验17 云计算编程实验 239

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1 董鸿晔博士 教授 药学计算 工作单位沈阳药科大学 邮政编码 电话13555809677 2 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话

培养计算思维能力上，因此侧重在理论分析和介绍上，实验部分学生直接实践即可，实验部分集合了一大批近年来药学计算典型案例，涉及软件10余种，掀开了药学计算神秘面纱的一角，熟练掌握，举一反三。