生物信息学
X染色體圖譜]] 生物信息學（）利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的方法研究生物学的问题。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据，其研究工具是计算机，研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和筛选）、处理（编辑、整理、管理和显示）及利用（计算、模拟）。目前主要的研究方向有：序列比对、序列組裝、基因识别、基因重组、蛋白质结构预测、基因表达、蛋白质反应的预测，以及建立进化模型。 生物学技术往往生成大量的嘈杂数据。与数据挖掘类似…
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信息论
信息论（）是应用数学、電子學和计算机科学的一个分支，涉及信息的量化、存储和通信等。信息论是由克劳德·香农发展，用来找出信号处理与通信操作的基本限制，如数据压缩、可靠的存储和数据传输等。自创立以来，它已拓展应用到许多其他领域，包括统计推断、自然语言处理、密码学、神经生物学、进化论和分子编码的功能、生态学的模式选择、热物理、量子计算、语言学、剽窃检测、模式识别、异常检测和其他形式的数据分析。 熵是信息的一个关键度量，通常用一条消息中需要存储…
数学
，西元前三世紀的古希臘數學家，而現在被認為是幾何之父，此畫為拉斐爾的作品《雅典學院》]] 数学是研究數量、结构以及空间的一門学科，屬於形式科學的一種。數學利用抽象化。 純粹數學的知識與運用是生活中不可或缺的一環。對數學基本概念的完善，早在古埃及、美索不达米亚及古印度历史上的古代數學文本便可觀見，而在古希臘那裡有更為嚴謹的處理。從那時開始，數學的發展便持續不斷地小幅進展，至16世紀的文藝復興時期，因为新的科學發現和數學革新兩者的交互，致使…
精密科學
精密科學（），或称量化科學或精确科学，是指「承認其結果絕對精確」的科學，特別是。精密科學的例子有數學、光學、天文學、及物理。像笛卡尔、莱布尼茨、康德等哲學家以及逻辑实证主义者都以此為理性以及客觀知識的典範。這些科學已在許多文化中實踐，從古代到現代。精密科學都和數學有關，其特點是有精準量化表示、準確預測，以及測試假說的嚴謹方法，尤其是利用可重覆性的實驗，其中有可量化的預測及測量。 這種將量化精密科學和其他科學分開的作法是源自於亚里士多德，…
等候理論
排队论（），或称排隊理論、随机服务系统理论，是研究服务系统中排队现象随机规律的学科。排队论作为数学运筹学的分支学科广泛应用于電信、交通工程、计算机网络、生产、运输、库存等各项资源共享的随机服务系统， 在现实中则可以指导工廠、商店、辦公室、醫院等公共设施的設計。 排队论研究的内容有3个方面：统计推断，根据资料建立模型；系统的性态，即和排队有关的数量指标的概率规律性；系统的最佳化问题。其目的是正确设计和有效运行各个服务系统，使之发挥最佳效益…
逻辑
逻辑（）是研究有效逻辑推理的学科，其主要分为形式逻辑与非形式逻辑两大分支：前者通过形式化语言研究推论的有效性与逻辑真理，其结论完全取决于论证结构；后者则侧重于分析自然语言中的论证，涉及非形式谬误、批判性思维及。当“逻辑”一词作为可数名词（即“一套逻辑”）使用时，特指一个具备完整的形式化体系。此外，作为基础学科，逻辑在哲学、数学、计算机科学和语言学等领域均不可或缺。 逻辑的核心研究对象是论证，而论证由前提与结论构成。例如，前提为“今天是星…
知覺控制理論
知覺控制理論（），簡稱PCT，是以负反馈理論為基礎的人類行為模型，不過許多方面和控制理论中的概念不同。根據知覺控制理論的實驗結果，生物的控制不是控制其行為，也不是控制外部環境變數，而是控制有關外部控制變數的知覺。依此理論，生物的行為是為了抵消環境對控制變數的非預測性干擾，使外部控制變數可以符合預期的值。此領域的代表術語是「行為是對知覺的控制」。知覺控制理論指出負回授中的循環因果（circular causation）會透過環境形成閉回路…
理論計算機科學
理論計算機科學（，縮寫为*'）是计算机科学的一个分支，它主要研究有关计算的相对更抽象化、逻辑化和数学化的问题，例如计算理论、算法分析以及程序设计语言的语义。尽管理论计算机科学本身并非一个单独的研究主题，但从事这个领域的研究人员仍在计算机科学自成一派。 定义和范围 根据Elesevier出版社《理論電腦科學雜誌》（Theoretical Computer Science）的解释，理论计算机科学有着数学和抽象的本质，但动机来自实践和日常中的…
系统科学
系统科学是指从系统的角度观察研究客观世界的一門学科。「系统」指的是由相互联系、相互作用的要素（或部分）组成的具有一定结构和功能的有机整体；准确来说，「要素」加上「结构」等於「系统」。研究的领域横跨自然科学與社会科学，却除去其中较为狭窄的物理、生物、心理、经济意义，而把研究重心放在探究各个系统的本质规律上。系统科学主要研究系统的要素（或元素）、结构、系统的行为（性质）。 学科分支结构 基础理论 自组织、耗散结构理论、超循环、他组织、分形论…
图像分析
图像分析（image analysis）和图像处理（image processing）关系密切，两者有一定程度的交叉，但是又有所不同。图像处理侧重于信号处理方面的研究，比如图像对比度的调节、图像编码、去噪以及各种滤波的研究。而图像分析更侧重于研究图像的内容，包括但不局限于使用图像处理的各种技术，它更倾向于对图像内容的分析、解释和识别。因而，图像分析和计算机科学领域中的模式识别、计算机视觉关系更密切一些。 图像分析一般利用数学模型并结合图…