Работа с большим количеством форматов
Biopython способен читать и писать наиболее распространенные форматы файлов для каждой из своих функциональных областей, а его лицензия разрешима и совместима с большинством других лицензий на программное обеспечение, что позволяет использовать Biopython в различных программных проектах.
Доступ к онлайн-базам данных
Через модуль
Bio.Entrez пользователи
Biopython могут загружать биологические данные из баз данных NCBI. Каждая из функций, предоставляемых поисковой системой Entrez, доступна через функции в этом модуле, включая поиск и загрузку записей.
Работа с филогенией
Модуль Bio.Phylo предоставляет инструменты для работы и визуализации филогенетических деревьев. Для чтения и записи поддерживаются различные форматы файлов, включая Newick, NEXUS и phyloXML. Общие древовидные манипуляции и обходы поддерживаются через объекты Tree и Clade. Примеры включают в себя преобразование и сортировку древовидных файлов, извлечение подмножеств из дерева, изменение корня дерева и анализ особенностей ветвей, таких как длина или оценка.
Графические диаграммы
Модуль
GenomeDiagram предоставляет методы визуализации последовательностей в Biopython. Последовательности могут быть представлены в линейной или круговой форме, а также поддерживают многие форматы вывода, включая PDF и PNG. Диаграммы создаются путем создания дорожек, а затем добавляются функции последовательности к трекам. Перейдя по функциям последовательности и используя их атрибуты, чтобы решить, как они добавляются
56 к трекам диаграммы, можно контролировать внешний вид финальной диаграммы.
Перекрестные ссылки могут быть проведены между различными дорожками, что позволяет сравнивать несколько последовательностей на одной диаграмме.
Макромолекулярная структура
Модуль Bio.PDB может загружать молекулярные структуры из файлов PDB и mmCIF и был добавлен в Biopython в 2003 г. Объект Structure является центральным в этом модуле и организует иерархию макромолекулярной структуры. Используя
Bio.PDB, можно перемещаться по отдельным компонентам файла макромолекулярной структуры, например, изучать каждый атом в белке. Можно проводить общие анализы, такие как измерение расстояний или углов, сравнение остатков и расчет глубины остатков.
Генетика популяций
Модуль
Bio.PopGen добавляет поддержку
Biopython для
Genepop, программного пакета для статистического анализа популяционной генетики. Это позволяет анализировать равновесие Харди-Вайнберга, неравновесность сцепления и другие особенности частот аллелей популяции.
Рабочие возможности проекта Biopython огромны, и если вас заинтересовал данный проект, вы всегда можете изучить его документацию, которая находится в свободном доступе и открыта для всех желающих. Логичным было бы проведение небольшого сравнения R и Biopython (так как Biopython – это лишь надстройка языка Python, фактически сравнение будет произведено с ним). Мы коснемся лишь самых поверхностных аспектов, без углубления в сложности и изыски программирования. Если вас это заинтересует, вы всегда можете сделать это самостоятельно.
Синтаксис и структура
Бытует мнение, что R по своей структуре и синтаксису сложнее, чем Python, так как не обладает определенным минимализмом. Однако подобное мнение зависит от навыков пользователя. Несомненно, для программистов Python покажется более логичным и простым, но среди рядовых пользователей распространено мнение, что язык R более специализирован под решение именно
57 статистических задач, способен простить многие ошибки непрофессиональных пользователей и отличается большей, так скажем, «человечностью». Ориентация языка R на векторы и матрицы в какой-то степени сближает его с пользованием
Excel.
Установка дополнительных пакетов В Python ввиду наличия нескольких версий – 2. и 3. – могут возникнуть ошибки совместимости и зачастую потребуется установка каких-либо дополнительных пакетов или библиотек (Biopython точно так же требует установки разных библиотек для разных задач), что является достаточно трудоемким процессом. В R установка пакета или библиотеки контролируется пропиской одной
(в редком случае нескольких) строки кода. Следует учитывать также, что все зависимости он подгружает самостоятельно.
Экосистема языка R является языком программирования с довольно большим сроком жизни.
Прибавляя к этому узкую специализацию, бесплатность, ориентацию по большей части на непрограммистов, мы получаем фактически колоссальную экосистему: stackoverflow, масса форумов и блогов, огромное количество учебников и учебных курсов, в том числе онлайн, но самое главное – в R реализовано все, что существует в data science, и даже сверх того. Biopython также
является относительно немолодым языком, но ввиду того, что это лишь надстройка, он не имеет настолько сильно развитой экосистемы, как R. К тому же следует упомянуть, что вся документация по Biopython существует на английском языке, что также может стать для кого-то препятствием.
Направленность и сфера деятельности Как уже говорилось, язык программирования R чаще используется как инструмент статистической обработки. Biopython также по большей части предназначен для решения тех или иных задач статистических исследований больших массивов данных, но принципы работы с Biopython точно такие же, как и с
Python, а он уже является современным и полноценным языком программирования,
58 освоение которого позволит решать задачи, связанные не только с областью статистики.
Скорость работы
R ввиду своей специализации неэффективен в вопросах работы с памятью и оптимизации скорости выполнения задач. Он эффективно работает с векторами и матрицами, однако менее эффективен в циклах, нежели Python. Для пользователя, не искушенного в вопросах программирования, зачастую отсутствует потребность работать с циклами и т.п., а вполне достаточно алгоритмов работы с векторами.
Визуализация данных
Язык программирования R заточен под визуализацию данных, библиотеки построения графиков и диаграмм являются стандартными для него, Python же (и
Biopython, в частности) в своей стандартной комплектации не создан для вопросов визуализации.
Таким образом, подведем небольшой итог. Если вы не собираетесь выходить за пределы анализа данных, то ваш выбор – язык программирования R. Если же вы хотите создавать приложения или модули, которые будут регулярно анализировать данные и формировать зависимости, – Python ваш выбор. Кроме того, нельзя не упомянуть о RPy – интерфейсе, позволяющем использовать преимущества обоих языков в своих областях. RPy – это модуль Python, который обеспечивает доступ к
R из среды Python. Модуль доступен по адресу http://rpy.sourceforge.net
. Краткий обучающий курс по его использованию доступен по адресу: http://www.daimi.au.dk/besen/TBiB2007/lecture-notes/rpy.html
(презентация на английском языке "RPy – R from Python»).
59
РАЗДЕЛ 2.ИСПОЛЬЗОВАНИЕКОМПЬЮТЕРНЫХТЕХНОЛОГИЙВ ЭКОЛОГИИИПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ ГЛАВА 3.ГРАФИЧЕСКИЕ РЕДАКТОРЫРЕДАКТОР ВЕКТОРНОЙ ГРАФИКИ CORELDRAW Около двадцати лет назад канадская компания Corel выпустила в мир новый продукт, который назывался CorelDRAW. На сегодняшний день
CorelDRAW является полноценным многофункциональным редактором векторной и растровой графики. Новые версии программы выпускаются исключительно под ОС Windows. CorelDRAW – это программный комплекс, который включает в себя:
CorelDRAW –
редактор векторной графики;
CorelPhotoPain – редактор растровой графики;
CorelCapture – программу для захвата изображения с экрана компьютера;
CorelTrace – программу для перевода растрового изображения в векторное.
Основными возможностями графического редактора
CorelDRAW являются:
Рисование векторной графики. В этой области можно создавать различные объекты, конструировать и оформлять иллюстрации. Также она отлично подходит для создания чертежей и работы с ними.
Текст и работа с ним. Программа позволяет работать с разными видами текста, придумывать новые эксклюзивные шрифты. Например, без проблем создается векторный и объемный текст.
Работа с фотографиями. Новые возможности работы с фото стали доступны в последней версии CorelDRAW. Также присущи инструменты для обработки изображений в формате raw. Есть возможность создавать
60 анимационные gif-изображения и корректировать их. Есть функция поиска графики и изображений как на компьютере пользователя, так и в Интернете.
Другие возможности, в которые входит прорисовка контуров, трассировка, рисование узоров, орнаментов и многое другое.
Несмотря на то что CorelDRAW – это многофункциональный редактор с расширенными возможностями, он все равно продолжает совершенствоваться и развиваться. В каждой новой версии программы технологи устраняют ошибки предыдущих, добавляют новые функции, фильтры и возможности.
Описание рабочего окна CorelDRAW
Программа CorelDRAW имеет стандартный оконный интерфейс (рис. 14).
Основные понятия:
Панель инструментов – панель, на которой размещены пиктограммы всех инструментов для создания и редактирования изображений.
Панель атрибутов (свойств) – панель, на которой отображаются свойства выбранного инструмента.
Палитра цветов – набор цветов для закраски рисунков.
Рабочий стол – рабочее пространство в центре окна, на котором располагается рабочий лист или печатная страница – ограничивающая рабочую площадь для создания и коррекции изображения, соответствующую формату выводимого на печать документа.
В строке меню находится набор команд для создания и преобразования изображений. Для удобства все команды разделены на группы. Каждое меню отвечает за выполнение команд отдельной группы.
Назначение пунктов главного меню:
Файл содержит команды ввода/выводя изображений.
Правка содержит команды редактирования изображений (копирование, удаление, размножение и др.).
Вид содержит команды настройки экрана.
61
Рис. 14. Рабочее окно CorelDraw
Макет содержит команды настройки рабочего листа, на котором создаются рисунки.
Упорядочить содержит команды упорядочения объектов,
объединения нескольких объектов в один, разъединения объектов и др.
Эффектысодержит команды, реализующие различные графические эффекты.
Растровые изображения содержит команды для работы с растровыми изображениями.
Текст содержит команды редактирования текста.
Инструменты содержит команды настройки интерфейса пользователя.
Окнопозволяет открыть одновременно несколько окон с рисунками и переключаться между ними в процессе работы. Кроме того, используя команды этого меню, пользователь может прятать или делать видимыми различные панели.
Помощь предназначена для вызова встроенной справочной системы.
Под строкой меню расположена
стандартная панель инструментов. В ее состав вынесены кнопки, которые позволяют быстро выполнять соответствующие команды меню. В центре окна на рабочем столе располагается
рабочий лист
62
(печатная страница), выделенный тенью. Пользователь может устанавливать ориентацию рабочего листа (горизонтальная или вертикальная) и его размеры соответственно формату бумаги.
В левой части экрана располагается панель инструментов. На ней располагаются пиктограммы основного набора инструментов:
Инструмент Указатель. Используется для выделения объектов перед их преобразованием (закраской, вращением, перемещением и др.). Выделенный объект всегда окружен маркировочной рамкой.
Инструмент Форма. Используется для изменения формы объекта. В простейшем случае этот инструмент позволяет скруглить углы прямоугольника, а также получить дугу и сектор из эллипса.
Инструмент
Обрезка.
Позволяет выбрать режим исключения или удаления частей объекта.
Инструмент
Масштаб.
Используется для масштабирования изображения.
Инструмент
Свободная
форма.
Используется для рисования линий. В дополнительном меню выбирается вид линии (прямая, кривая, Безье или художественная и т.д.).
Инструменты Прямоугольник, Эллипс, Многоугольник предназначены для создания различных видов соответствующих геометрических фигур. Дополнительные инструменты позволяют выбрать вид и отображение фигуры.
Инструмент Текст. Применяется для создания текстовых объектов.
63
Инструмент
Абрис. Используется для управления свойствами контуров объекта. Дополнительно выбирается вид, цвет и размерные характеристики.
Инструмент
Заливка. Применяется для заполнения объекта. Дополнительно можно выбрать вид заливки и заполнения.
Кроме этого, к пиктограмме основного инструмента привязано раскрывающееся меню
дополнительных инструментов (вызов происходит при нажатии на пиктограмме инструмента, где есть треугольник). Такая организация уменьшает объем площади, занимаемой панелью инструментов (рис. 15).
Рис. 15. Группа дополнительных инструментов
Под стандартной панельюобычно находится
Панель свойств. В отличие от других панелей, состав панели свойств является контекстно-зависимым. Это значит, что элементы этой панели определяются как используемым инструментом, так и объектом, над которым производятся действия. Вся необходимая информация задается на панели свойств.
Палитра цветов, расположенная в правой части экрана, позволяет легко менять цвет объекта. Стандартные палитры, как правило,
состоят из большого количества цветов, которые невозможно одновременно показать на экране. Поэтому просмотр цветом осуществляется по принципу работы с линейкой прокрутки. В
строке состояния, которая находится в нижней части экрана, выводится некоторая полезная информация: координаты текущего положения курсора, какой объект выделен, цвет этого объекта и др.
Пристыковываемые окна предназначены для быстрой работы с пунктами главного меню и редактирования объектов.
64
Практическая работа №1.
Основные приемы работы в редакторе CorelDRAW
1. Параметры страницы, масштабирование
Пользователь может устанавливать ориентацию рабочего листа
(горизонтальная или вертикальная) и его размеры соответственно формату бумаги.
Некоторые форматы заданы в CorelDRAW как стандартные. Например, А4 –
210х297 мм, А6 – 148х105 мм. Необходимо помнить, что размер рисунка, который мы видим на экране, не совпадает с его размером на печатной странице. По умолчанию рабочий лист соответствует формату бумаги А4. В этом случае рисунок на экране будет меньше, чем при печати. Если нужно создать визитную карточку размером 80х50 мм, то необходимо изменить размер рабочего листа (рис. 16).
Изменить параметры станицы: задать формат и размер страницы
1. В панели Меню выбрать Макет/Параметры страницы.
2. Установить формат бумаги «Визитная карточка» и задать размер страницы
50х100 мм.
3. Изменить ориентацию страницы на альбомную.
4. С помощью инструмента Масштаб изменить масштаб страницы.
Рис. 16. Окно меню Параметры страницы
65
2. Использование инструментов рисования С помощью инструментов рисования создаются графические примитивы – линии и геометрические фигуры, из которых в дальнейшем строится изображение.
Создание графических примитивов 1. Используя группу инструментов
Свободная форма, создать разные типы линий (рис. 17).
Рис. 17. Группа инструментов для рисования линий
На уровень гладкости кривой влияет значение параметра
Гладкостьв окне диалога
Параметры, открываемого двойным щелчком на пиктограмме инструмента
Свободная форма. Значение этого параметра может изменяться от 0 до 100 (рис.
18).
Рис. 18. Параметры сглаживания
Чем
больше величина параметра, тем более плавной получается кривая при рисовании. Чем меньше значение этого параметра, тем точнее кривая соответствует движениям мыши (рис. 19).
Рис. 19. Эффект сглаживания
А – линия со сглаживанием; Б – линия без сглаживания
66 2. Нарисовать прямоугольник с помощью инструмента Прямоугольник,
растянуть прямоугольник до нужных размеров. Если удерживать нажатой клавишу
, то прямоугольник будет рисоваться «от центра», а не «от края».
- Нарисовать квадрат. Выполнить все предыдущие действия при нажатой клавише .
3. Инструмент Эллипс используется для рисования эллипсов и окружностей.
Core1DRAW определяет эллипс через прямоугольник, описанный около него.
- Нарисовать эллипс. Установить курсор мыши в угловую вершину запланированного прямоугольника, в который должен быть вписан эллипс, растянуть прямоугольник до нужных размеров, внутри прямоугольника появится эллипс. Если удерживать нажатой клавишу , то эллипс будет рисоваться «от центра», а не «от края».
- Нарисовать окружность. Выполнить все предыдущие действия при нажатой клавише .
Выделение объектов
Правило CorelDRAW: выделить объект и только после этого выполнять над нам преобразования!Для выделения объектов перед их преобразованием используется инструмент Указатель.
1. Выделить объект с помощью инструмента Указатель. Щелкнуть мышью на контуре объекта. Выделенный объект будет окружен маркировочной рамкой (рис.
20).
Последний нарисованный объект всегда становится выделенным автоматически.
Рис. 20. Выделенный объект
67 2. Выделить несколько объектов. Есть несколько способов выделения группы объектов:
Способ 1 - Выделить первый объект.
- Щелкнуть мышью при одновременно нажатой клавише
на втором, третьем и т.д. объектах. Маркировочная рамка будет охватывать все выделенные объекты.
Способ 2
- Установить курсор мыши в том месте, где вы хотите расположить один из углов маркировочной рамки. Нажать левую кнопку мыши.
- Растянуть при нажатой кнопке штриховую рамку. Когда все объекты попадут внутрь рамки, отпустить кнопку мыши.
- Чтобы отменить выделение объекта из группы, необходимо выделить объект еще раз при нажатой клавише .
Скачать 8 Mb.