fft算法c语言实现详解 fft程序( 二 )

西澳大利亚默奇森射电天文望远镜的宽视场阵列的夜景。望远镜使用快速傅立叶变换来收集数据。
加州Lawrence Berkeley国家实验室分子生物学和集成生物成像部门负责人保罗·亚当斯回忆说，1995年优化细菌蛋白质GroEL的结构时[2]，即使使用了快速傅立叶变换和超级计算机，计算也花费了大量时间。他说， “没有FFT，我甚至不知道完成这些计算是否现实，可能永远也完成不了。」
分子编目:生物学数据库(1965)数据库是当代科学研究不可或缺的一部分，但容易忽略的是，它是由软件驱动的。在过去的几十年中，这些资源得到了大规模的扩展，许多领域的研究方法也发生了变化，但也许没有一个领域像生物领域一样发生了翻天覆地的变化。
今天的大规模基因和蛋白质数据库起源于马里兰州国家生物研究基金会的生物信息学先驱MargaretDayhoff的工作。20世纪60年代初，生物学家致力于揭开蛋白质的氨基酸序列结构，戴霍夫开始整理这些信息，寻找不同物种之间进化关系的线索。她与三位合作者合著的《蛋白质序列和结构图谱》于1965年首次出版，描述了当时蛋白质的65种已知序列、结构和相似性。历史学家Bruno Strasser在2010年写道[3] ，这个数据库是第一个不限于特定研究问题的数据集。Dayhoff通过打孔纸带对这些数据进行编码，使得这个数据集具有扩展和搜索的潜力。
在这项研究之后，其他计算生物学数据库开始出现。诞生于1971年的蛋白质数据库，现在包含了超过17万种大分子结构的详细信息。加州大学圣地亚哥分校的进化生物学家拉塞尔·杜利特尔(Russell Doolittle)于1981年创建了另一个名为Newat的蛋白质数据库。然后在1982年，后来的国际核酸序列数据库(GenBank)诞生了，GenBank的DNA档案由美国国立卫生研究院(NIH)维护。
蛋白质数据库包含超过170，000个分子结构，包括这个结合了RNA和蛋白质合成的细菌表达组。
这些数据库在1983年7月证明了它们的巨大价值，当时由伦敦帝国癌症研究所的蛋白质生物化学家Michael Waterfield和Doolittle领导的两个小组分别报告了一种特定的人类生长因子和一种可导致猴子癌症的病毒的蛋白质序列之间的相似性。观察结果提示了一种模拟生长因子的病毒致癌机制，它可以诱导细胞快速增殖而不受调控[4] 。国家生物信息学中心(NCBI)前主任詹姆斯·奥斯特尔(James Ostell)说:“这让生物学家意识到，他们可以使用计算机和统计学来进行研究。通过比较蛋白质序列，我们可以加深对癌症的了解。」
此外，奥斯特尔表示，这一发现标志着“客观生物学的来临” 。除了设计实验来验证假设，研究人员还可以通过挖掘开放数据库来发现数据收集者可能从未想到的联系。随着越来越多的数据库被连接在一起，这种研究范式的巨大潜力已经急剧增加。1991年， NCBI的程序员开发了Entrez，一个可以在DNA、蛋白质和文献中自由导航的工具，并实现了这个想法。
StephenSherry是马里兰州贝塞斯达NCBI的负责人，他在研究生阶段就使用了Entrez 。他说:“我还记得当时的感觉很神奇。」
天气预报领导者:大气环流模型(1969)二战末期，计算机先驱约翰·冯·诺依曼将战时用于弹道计算和武器设计的技术转向了天气预报的研究。Manabe说:“在此之前，天气预报依靠经验，而冯·诺依曼的团队希望利用物理定律实现数值天气预报。」
Venkatramani Balaji是普林斯顿国家海洋和大气管理局地球物理流体动力学实验室模拟系统的负责人。他说，描述这些过程的方程已经存在了几十年，但早期的气象学家不知道如何求解这些方程。因为这些方程的计算需要给定当前的条件，在短时间内计算它们随时间的变化，然后重复，这个过程非常耗时，计算速度赶不上天气的变化。1922年，数学家Lewis Fry Richardson花了几个月计算德国慕尼黑的6小时天气预报。但根据记录，预测结果“极不准确”，出现了“在任何已知地表下都不可能发生”的预测结果。计算机的出现使这个问题变得容易多了。
20世纪40年代末，冯·诺依曼在普林斯顿高级研究所建立了他的天气预报团队。1955年，二队在地球物理流体动力学实验室开始了“无限预报”(气候模式)的研究。
Manabe于1958年加入气候建模团队，致力于大气模型的研究。他的同事柯克·布莱恩专注于海洋。1969年，他们成功地将两者结合起来，2006年，《自然》杂志称之为科学计算的“里程碑” 。