98、数据洪流：电子科学视角下的挑战与机遇

数据洪流：电子科学视角下的挑战与机遇

1. 数据爆炸的时代

如今，电子科学领域正面临着一场前所未有的数据洪流。从蛋白质结构研究到天文学观测，从生物信息学到环境科学，各个领域的数据量都在呈指数级增长。

1.1 生物信息学数据

在生物信息学中，蛋白质数据的存储需求不断攀升。仅蛋白质的数据量就可扩展到约 200GB，如果再加上蛋白质的 X 射线结构测量数据，假设每个蛋白质只有一种结构，数据量将急剧膨胀到数 PB。若考虑每种蛋白质可能的药物靶点数据，每个蛋白质可能会有多达 1000 个数据集。此外，探索人类基因组的遗传变异时，又会引入新维度的数据。

以当前电子同步加速器产生 X 射线数据为例，每个实验站每秒拍摄一张图像，每小时拍摄 1200 张，每天就能产生约 1TB 的 X 射线数据。正在建设的下一代“DIAMOND”同步加速器，其“首日”光束线每年将产生数 PB 的数据，这些数据大多需要传输、分析和管理。

1.2 各领域数据对比

为了更好地理解这些庞大的数据量，我们可以通过一些常见事物的数据量作为参考：
|事物|数据量|
| ---- | ---- |
|一部长篇小说|1MB|
|《圣经》|5MB|
|一首压缩后的莫扎特交响曲|10MB|
|光盘版《牛津英语词典》|500MB|
|一部压缩后的数字电影|10GB|
|每年经过评审的期刊文献（约 2 万种期刊，约 200 万篇文章）|1TB|
|美国国会图书馆|20TB|
|互联网档案馆（1996 - 2002 年，100 亿网页）|100TB|
|每年产生的信