求解蛋白质折叠构形预测问题的PERM改进算法

PERM算法用来求解蛋白质折叠构形预测问题具有非常高的效率。本文介绍了PERM算法的思想，并详细介绍了一种我们改进的PERM算法。使用该算法求解蛋白质折叠构形预测的二维HP格点模型取得了相当好的计算结果。     

求解HP模型蛋白质折叠问题的改进PERM算法

PERM是一种用来求解基于HP模型的蛋白质折叠问题的高效算法.在介绍PERM算法核心思想的基础上,对影响算法效率的因素做了改进:重新定义了权重和权重预测公式,并对选择动作时不同情况下的权重计算公式进行了统一,得到了改进的PERM算法.对当前文献中的多个典型算例进行了测试,并与Monte Carlo算法和PERM进行了比较.结果表明, 改进后的PERM算法在计算速度上比PERM有明显提高,在速度和优度上远高于Monte Carlo算法.特别是对链长为46的算例,找到了比文献中报道的结果能量更低的构形.     

蛋白质HP模型的改进和PERM算法求解

HP模型是一种被广泛研究的简化的蛋白质折叠模型.在蛋白质螺旋结构的预测上有很高的可信度.但是HP的正方格点模型存在能量计算缺陷,影响其对链上特定结构的计算.针对这一缺陷,给出一种模型上的修正,引入了三角化的格点模型.利用求解格点蛋白质模型高效的算法PERM对通用算例进行了基于2-D三角格点模型的仿真计算.得到了紧密的蛋白质链折叠构型.构型最小能量比正方格点模型更低,得到的标准算例构型比较吻合实际蛋白质折叠的直观构型.计算结果验证了改进模型的有效性.对后续的研究提出了建议.     

蛋白质在格子模型中改进的PERM算法

PERM算法是当前蛋白质结构预测的格子模型优化算法中最为有效的一种算法，在该算法的基础上，我们提出了一种改进的增长算法IPERM。该方法简化了PERM算法中的权重计算公式，在遇到不同类型的残基时选用不同的上下限阂值以提高算法的有效性，并根据链长的大小使用不同的网格尺寸。实验结果表明，改进的增长算法使得HP序列在格子模型中能更快地找到其能量最低构象。     

求解蛋白质折叠问题的拟物切片算法

蛋白质结构预测问题在生物学领域具有重要的理论意义和现实意义,提出一种拟物切片算法,与目前文献中依格点模型求解蛋白质折叠问题的最高效算法PERM进行对比分析。对当前文献中公认的最难的4个算例的计算都达到较好的结果。     

改进的蚁群算法求解蛋白质折叠问题

针对蛋白质折叠问题的二维格点模型(2DHP)提出了一种改进的蚁群算法(ACO).受链生长型算法Pruned-Enriched Rosenbluth Mvthod(PERM)的启发,在计算迹的时候增加了一个新的信息量,使得改进后的蚁群算法具有较快的收敛速度,同时采用基于极值动力学的优化方法(EO)进行局部搜索.求解基准实例的结果表明,该算法能够在保证解质量的前提下能大大缩短计算时间.     

基于脉动阵列的HMMer加速系统

HMMer是用PHMM来对蛋白质或氨基酸序列查询进行分类和匹配的生物信息学软件工具包,但是由于HMMer的并行特性,HMMer在传统的串行化CPU平台上运行十分耗时。采用FPGA对HMMer的核心算法P7Viterbi进行加速,在P7Viterbi算法中存在一个限制并行性的多层循环的迭代间数据依赖关系,以前的工作都是忽略该循环反馈或者串行化这部分程序,从而导致精度和效率的降低。提出了一种基于FPGA的可以适应P7Viterbi的数据依赖特性的基于脉动阵列的并行运算结构,采用自动重算机制来解决阻碍计算并行的回边问题。在FPGA中通过并行流水技术实现的加速系统能够有效地提高HMMer的运算效率。实验结果表明,提出的带有20个运算单元的结构和Intel Core2 Duo 2.33 GHz CPU平台相比,加速比能够达到56.8倍。     

基于CUDA的汇流分析并行算法的研究与实现*

针对基于数字高程模型（DEM）生成流域等流时线的快速运算问题,提出了一种基于统一设备计算架构（CUDA）平台同时可发挥图形处理器（GPU）并行运算特性的汇流分析的快速并行算法。采用改进后的归并排序算法进行数据排序及新的内存分配策略和改进的并行算法进行汇流分析。用该并行算法和CPU上的串行算法, 对生成基于DEM的等流时线运算时间和矩阵乘法运算时间进行分析验证。实验结果表明,基于CUDA的汇流分析并行算法能提高系统的计算效率,具有较好的效果。     

进化策略的一种改进及其在蛋白质结构预测中的应用

进化策略算法是一种模拟自然界生物进化过程的全局优化方法。本文将一种改进的进化策略算法应用于蛋白质三维HPNX非格模型，较成功地预测了蛋白质序列1RPB、1BPI和1UBQ的折叠趋势，说明了三维HPNX非格模型比简化HP非格模型更能准确地描述蛋白质的折叠情况，同时表明了进化策略算法用于蛋白质结构预测问题是可行的、有效的。     

改进二进制量子粒子群算法在蛋白质折叠中的应用*

为了改善已有二维HP模型蛋白质折叠算法容易陷入局部最优、找不到理论最低能量构象的缺点,提出一种基于变异算子的改进二进制量子粒子群算法。采用二进制编码蛋白质序列,提出变异策略,并采用惩罚因子避免出现蛋白质重叠,最后将该算法应用于蛋白质序列进行测试。测试结果表明,改进算法能够找到更优的结果,算法具有一定的实用性和有效性。     

多关键字云资源搜索算法

云计算的核心是在虚拟化技术的基础上,通过互联网技术为用户提供动态易扩展的计算资源。利用中心服务器的计算模式来管控网络上大量云资源使得中心服务器成为整个系统的瓶颈,不利于云计算的大规模应用,因此提出使用对等网络技术构建分布式的云资源索引存储和查询系统,但是结构化拓扑系统维护比较复杂,一般不支持复杂搜索条件查询。本文提出了一种多关键字云资源搜索算法。在基于分层超级节点的云资源搜索算法基础上进行路由算法改进,希望实现多关键字的精确查询。对多关键字的生成、分割及存储做出了详细说明,提出一种有效的基于数据集的索引搜索策略,实现了包含三个或三个以上的关键字高效、准确查询。分析实验结果证明了算法明显提高了资源搜索的命中率,尤其是随着关键字数目的增多,不仅保证了资源搜索的命中率,同时大大增加了资源的召回率。     

云计算环境下的P2P流量识别

由于内存限制使得单机环境下的P2P流量识别方法只能对小规模数据集进行处理,并且基于朴素贝叶斯分类的识别方法所使用的属性特征均为人工选择,因此,识别率受到了限制并且缺乏客观性。基于以上问题分析提出了云计算环境下的朴素贝叶斯分类算法并改进了在云计算环境下属性约简算法,结合这两个算法实现了对加密P2P流量的细粒度识别。实验结果表明该方法可以高效处理大数据集网络流量,并且有很高的P2P流量识别率,同时结果也具备客观性。     

一种双层P2P结构的语义服务发现模型

在开放的Internet环境下,多本体共存是一种必然.同时,集中式的语义服务发现机制是整个面向服务计算的瓶颈,导致系统的可扩展性差.为了支持多本体共存并提高系统的可扩展性,提出一种双层P2P语义服务发现模型.该模型以本体社区为核心,将iVCE(Internet-based virtual computing environment)的核心概念集成到P2P模型中.基于该模型,提出一种分两个阶段、3个步骤的服务发现算法.除了在本体社区内以外,算法还可以实现跨社区的服务发现.在本体社区内,算法首先根据语义相似性选定相应的注册服务器,然后再利用逻辑推理来实施精确的服务匹配.而跨社区的服务发现则按照一定的策略实施.该模型适用于多本体共存的开放环境.实验结果表明,通过合理的参数配置,模型能在查全率和服务发现响应时间之间加以折衷,并取得较好的结果;另外,模型能够在不降低服务查全率的情况下降低注册服务节点的平均负载.     

基于P2P的匿名通信技术研究

随着P2P网络的发展和广泛使用,用户隐私安全的重视程度不断提高。现有的加密技术虽然可以保护通信中的数据内容,却不能很好地保护用户身份,因此在利用匿名技术的同时也要防止不法分子趁机散布非法信息。为了在P2P系统中实现匿名通信,提出了一种基于无环分组路由选择机制,即通过将网络地址切割、成员分组保护、组管理员统一管理来实现通信隐私和涉密通信。仿真实验表明,采用此机制的路由策略得到明显改善,且在保证通信效率的同时提高了用户的匿名性,从而使P2P网络得到更有效的实时保护。     

一种基于可信计算的P2P信誉管理模型

针对P2P信誉模型中的信任值管理问题,提出了一种基于可信计算的P2P信誉管理模型,通过采用分布式存储方式将所有信任值分布存储到整个网络中,并在信任值存储和传输协议中引入了DAA证明协议,从而使模型在实现高效的信任值管理的同时,具有身份认证性、状态可信性、数据安全性和可扩展性等特点.     

P2P流媒体直播系统中的合作节点选择策略

合作节点选择是P2P流媒体直播系统中的核心问题之一。针对此问题进行深入分析,提出了一种基于服务能力的启发式合作节点选择策略,根据节点的服务能力对其在系统中的位置进行自适应调整,使得节点最终形成层状结构,且服务能力越高的节点位于越高层。仿真结果表明,与随机选择策略相比,该策略能够显著降低系统传输延迟。     

志愿者计算模型在电力系统潮流计算中的运用

提出了一种电力系统潮流计算并行处理的新方法,该方法使用基于协同服务器组的志愿者计算平台P2HP作为高性能编程环境和运行平台。分析了大规模电力系统潮流计算问题在P2HP计算平台上的任务划分、并行粒度和实现技术。使用对象序列化技术和本地接口调用技术可以使潮流计算应用程序跨平台运行。仿真计算结果证明,这种方法能够满足安全性、实时性要求很高的大规模潮流计算应用的需求,具有较好的加速比和运行效率。     

JXTA P2P分布式事件路由改进算法研究

在分布式信息资源网络环境中,信息资源路由转发机制是分布式计算核心功能之一,P2P网络作为分布式计算采用最广泛的应用逻辑覆盖网络.将网络的小世界特性引入到JXTA P2P网络中,对其资源路由算法进行研究,从动态选取聚集节点、自适应选择种子聚集节点、设定对等体组等3方面进行改进.最后,通过模拟实验,表明改进算法的合理性和可行性.改进算法对分布式环境下自适应路由提供了一种可借鉴事件路由策略.