网格技术在药物研发领域的应用

讨论了网格技术在药物研发领域的应用，药物研发不仅需要大量的计算资源，还需要一个信息交互集成的环境，使得研发过程各个方面的人员都能参与进来。介绍了药物研发的特征，着重分析了在网格环境下药物研发的操作模型，设计了网格的分层架构，并讨论了药物研发网格的实现，最后，通过在该网格环境下和传统的集群环境下进行的一组对比实验，对该网格平台进行了测试和分析。     

局域网环境下的虚拟筛选网格平台搭建

在计算机辅助药物设计中,虚拟筛选是非常重要的一种方法,但其需要的计算量非常巨大。虚拟筛选网格平台,是在局域网环境下使用普通的PC机进行搭建的,可以提供很强的计算能力。相比于并行机而言,它的成本非常低廉。使用的是各个计算节点的空闲资源,并不影响计算节点的自身实际工作。针对局域网的通信成本低的特点,通过适当地减小计算粒度,更好地平衡了计算节点的负载,提高了网格平台的处理能力。在平台上进行了分子筛选实验工作,并与传统计算方法进行时间上的对比分析,结果表明该网格平台在进行虚拟筛选时能够提供非常好的计算性能。     

网格计算下大规模虚拟仿真环境应用研究

长久以来大规模虚拟仿真环境由于受到其对计算、存储、实时性等高要求的束缚未能得到广泛的应用.文中研究了网格计算技术的特点,并列出了大规模虚拟仿真环境应用与网格计算技术结合后的优势,接着分别从资源获得、时钟管理、实体交互三个方面分析了大规模虚拟仿真环境应用所存在的问题,并以解决这些问题为目的引入了网格计算技术,提出了在网格计算环境下对大规模虚拟仿真应用这些问题的解决方案.     

网格计算下大规模虚拟仿真环境应用研究

长久以来大规模虚拟仿真环境由于受到其对计算、存储、实时性等高要求的束缚未能得到广泛的应用。文中研究了网格计算技术的特点,并列出了大规模虚拟仿真环境应用与网格计算技术结合后的优势,接着分别从资源获得、时钟管理、实体交互三个方面分析了大规模虚拟仿真环境应用所存在的问题,并以解决这些问题为目的引入了网格计算技术,提出了在网格计算环境下对大规模虚拟仿真应用这些问题的解决方案。     

基于结构的虚拟筛选技术能更广泛应用于现代药物发现?

总结了计算机辅助药物设计目前的状况,重点讨论了基于结构类的虚拟筛选方法,特别是分子对接方法。在药物发现过程中,这些方法除了在早期的从数据库到命中阶段可节省费用外,还能提供其他有用信息吗?本综述试图通过探究大量现有对接方法的优缺点来回答这一问题。结果表明:基于结构的药物设计还没有实现其早期的所有目标,还需要广泛深入地进行研究,应用时也需谨慎。令人兴奋的是当与其他互补的药物设计途径,如基于配体的方法,相结合时基于结构的方法是最好的。从这一点上看,基于结构的药物设计方法在现代药物发现这一多学科的交叉领域中还应该发挥更多的作用。     

乙酰胆碱酯酶抑制剂虚拟筛选方法研究

在虚拟筛选过程中，虚拟筛选策略和方法是获取结果的基础，但需要通过实验数据来检验。获得虚拟筛选合理的限制因素，将为大规模虚拟筛选提供方法依据。通过建立乙酰胆碱酯酶抑制剂的活性检测方法，检测了4000多个化合物的生物活性，并发现了34个活性较高的化合物，同时将设计的6个不同的虚拟筛选方法分别用于2个乙酰胆碱醋酶抑制剂虚拟筛选模型。将所预测的可能活性化合物及两模型共有的可能活性化合物分别与实验所得的活性化合物对照，综合分析讨论虚拟筛选乙酰胆碱酯酶抑制剂的重要因素和进一步富集活性化合物的方法，为大规模的虚拟筛选乙酰胆碱醋酶抑制剂提供可靠依据，并为其他基于蛋白酶结构的虚拟筛选提供参考。     

超大规模药物虚拟筛选的实现与应用

基于分子对接的药物虚拟筛选技术通过评估多个配体化合物与受体的结合强度来筛选最强结合的分子。在新冠病毒疫情全球蔓延形势下,超大规模快速药物虚拟筛选对于从海量配体结构中筛选出潜药分子至关重要。超级计算机的强大算力为药物虚拟筛选提供了硬件保障,但超大规模的药物虚拟筛选还面临着很多挑战,影响了计算的有效进行。在对挑战进行分析的基础上,提出了以中央数据库进行集中任务分发的方案,设计了多层级任务分发框架,并通过多层级智能调度、海量小分子文件多层级压缩处理、动态负载均衡、高容错管理等技术有效应对了面临的各种挑战,开发了简单易用的“树”形多层级任务分发系统,实现了快速高效稳定的药物虚拟筛选任务分发、计算和结果处理功能,计算效率近线性。在此基础上,采用异构计算技术在国产先进计算系统上针对新冠病毒两种不同活性位点快速完成了超过20亿化合物的药物虚拟筛选,为应对暴发性恶性传染病的超大规模快速虚拟筛选提供了强大计算保障。     

基于深度神经网络的药物蛋白虚拟筛选

药物的研发是一种投入成本高、耗费时间长且成功率较低的一种研究,为了在药物开发阶段可以快速获得潜在的化合物,针对性地提出一种基于深度神经网络的药物蛋白虚拟筛选的方法。首先从给定数据集中学习如何提取相关特征,获取配体原子和残基类型进行特征分析,快速识别活性分子和非活性分子,然后使用降维方式和K折验证等方法对药物筛选的模型进行处理,最后通过分析富集因子和AUC值验证诱饵化合物与分子蛋白的互相作用验证模型的可靠程度,实验结果表明所提出的筛选方法具有很好的可行性和有效性,有效地加快了虚拟筛选过程。     

一种基于QoS参数映射的网格资源筛选方法

服务质量(QoS)和资源管理是服务网格中的两个研究焦点.研究如何建立一种基于应用QoS需求的网格资源筛选方法,在扩充已有调度模型的基础上利用模糊神经网络实现了不同层次QoS参数之间的映射,利用映射结果提出一种资源筛选算法.该方法能实现区分确保型服务(DG服务),能为网格应用寻找一个能满足需求的匹配.与所有提供区分确保型服务的网格系统一样,文中模型能显著提高网格系统的两个主要评价指标:资源利用率和服务拒绝率,同时只有较低的系统消耗.     

抗药物依赖药效团模型的构建与虚拟筛选

运用计算机辅助药物设计方法,基于多巴胺D2和D3受体部分激动剂构建具有抗药物依赖功效的药效团模型。再以该药效团模型作为提问结构,在天然产物数据库中进行虚拟筛选,利用分子对接技术,对筛选结果进行分析和评价,初步得到具有抗药物依赖功效的目标化合物。最后对目标化合物进行虚拟水溶性、肠道吸收性和血脑屏障通透性研究,为抗药物依赖新药的研发提供理论基础。     

集群环境中网格信息服务的一个实现方案

由于集群节点通常只有局部IP地址,集群通过主节点对外通信,无法满足工程应用和科学计算的要求;另外在网格应用中,常见的集群资源监控组件提供的信息量和信息种类还不够满足应用需求.为此提出并实现了扩展Globus MDS的解决方案.在曙光集群上的测试以及在面向多学科应用的模拟与可视化网格环境(MASSIVE)中的应用证明了该解决方案是可行的.     

Index-Peer:半结构化网格资源发现模型

针对网格环境下的集中式和无结构P2P资源发现机制的不足,提出一个基于半结构化P2P索引技术的资源发现模型。该模型采用三层索引结构,模型充分利用网格环境中的节点性能差异,具有高效的查找功能,且对网络的高度动态性有良好的适应性。     

基于格网划分的海量DEM数据生成

在自适应格网划分的分割-合并Delaunay三角剖分算法、格网线性内插方法的基础上,提出基于格网划分的海量DEM数据生成算法．该算法执行效率较高,对计算机硬件配置要求较低,并适合于并行处理。     

基于移动代理的网格监控系统设计与实现

网格监控系统对于保障网格系统正常运转极为重要，是近年来网格研究领域的热点之一。以GMA为基础，提出了一种基于移动代理的网格监控架构(MA-GMA)，将基于网格资源有效期的缓存机制与智能性、移动性、自治性等移动代理的特征注入当前的OGSA标准，构造了一个动态的、可扩展的网格监控系统。通过它网格系统的开发者和管理者可以及时发现网格故障根源，分析系统性能瓶颈，为修复和改善系统性能提供依据，使网格系统的服务质量得到可靠保障。     

一种基于移动Agent的网格资源发现模型

网格计算的核心问题是网格环境中的资源管理，而这些资源是在地理上分布的，并且由不同组织所拥有且具有不同的使用访问策略，要对复杂的网格资源进行管理，首先应能提供一种高效、合理的方法来发现资源，以满足用户的需求；本文结合移动Agent技术提出了一种新的网格资源发现模型。     

A Market-Oriented Grid Directory Service for Publication and Discovery of Grid Service Providers and their Services

The emergence of Grids as a platform for sharing and aggregation of distributed resources increases the need for mechanisms that allow an efficient management of resources. The Grid economy has been identified as one of the potential solutions as it helps in managing the supply and demand for resources and enables sustained sharing of resources by providing economic incentive for Grid resource providers. An economy based Grid computing environment needs to support an infrastructure that enables the creation of a marketplace for meeting of providers and consumers. This paper presents the Grid Market Directory (GMD) that serves as a registry for publication and discovery of Grid service providers and their services.     

一种支持网格的信誉管理机制

本文首先对机制的信任关系给出数学描述.然后给出相关信誉计算的具体算法,最后在此基础上提出了一个GSRM的整体框架.     

基于Gossip协议的网格资源发现机制

由于网格环境中存在着大量分布、异构、动态的资源和服务,快速、准确地进行资源发现,是关系到网格计算性能的关键因素之一。该文按照虚拟组织(V irtual Organization)——机构(Institution)——资源(Resource)的层次,建立分层网格模型,提出了该模型上的资源发现机制,包括信息共享、消息扩散及资源查询机制。通过模拟实验,表明了该资源发现机制的查询应答率较高,同时消息扩散的开销较小。