Система компьютерной поддержки

Необходимо разработать автоматизированную информационно-поисковую систему, оснащенную математическими процедурами статистического моделирования токсикологических свойств химических веществ, состоящую из:

· Подсистемы поддержки профессиональных структурно-химических баз данных и знаний;

· Подсистемы прогнозирования тосикологических свойств органических молекул с учетом или без учета их физико-химических параметров. Она позволит создавать обучающие и экзаменационные выборки из баз данных, задавать или выбирать из меню различные описания химической структуры или иных признаков, выбирать различные модели статистической обработки данных для построения решений о принадлежности молекул к тому или иному классу токсичности, а также структурно-аддитивные и неаддитивные математические модели, которые используются для нахождения количественных корреляций структура – свойства.

Другими словами компьютерная система позволит осуществлять прогноз токсикологических параметров веществ с использованием моделей теории распознавания образов и кусочно-линейных регрессионных моделей, где интервалами линейности являются классы опасности химических соединений.

То, есть, необходимо создать компьютерную информационно-поисковуюсистему, которая даст возможность в режиме диалога вести оперативный прогноз токсикологических показателей, проверять на больших выборках гипотезы о связи структуры веществ с их биологическим действием, а также анализировать сравнительную информативную ценность различных групп факторов при изучении механизмов взаимодействия веществ с живым организмом. Такая система позволит повысить достоверность получаемых научных результатов и поможет существенно снизить трудоемкость исследовательских работ за счет качественно нового их уровня.

Научный задел. Разработан математический подход классификации химических веществ по степени токсичности в острых опытах. Проведена апробация данного подхода на большом экспериментальном материале и установлены научно обоснованные границы классов опасности химических соединений. Разработана подсистема поддержки профессиональных структурно-химических баз данных и знаний. В ходе выполнения проекта в компьютерную систему нужно добавить подсистему расчета токсикологический параметров.

Таким образом, целью данной работы является создание универсальной масштабируемой компьютерной системы, предназначенной для применения на практике алгоритмов поиска и анализа отношений "структура-активность". Такая система должна поддерживать как возможности информационного поиска и навигации, так и построения баз знаний на основе имеющихся данных. Также система должна быть открытой, расширяемой и максимально гибкой, с возможностью добавления новых возможностей.

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

1) Разработка математически обоснованной универсальной классификации химических соединений по показателю токсичности;

2) Разработка алгоритмов и методов для качественного прогнозирования принадлежности химического соединения к заданному классу токсичности.

3) Разработка и апробация моделей для количественного прогноза показателя токсичности LD₅₀;

4) Разработка и использование моделей для предсказания токсичности по липофильности;

5) Создание универсальной масштабируемой системы компьютерной поддержки, которая должна включать в себя:

¾ иерархию классов, обеспечивающих гибкость и универсальность в настройке и расширении приложения (framework):

¾ графический редактор структурных формул химических соединений;

¾ подсистему моделирования;

¾ подсистему хранения и информационного поиска данных;

Глава 2