网格相关技术及其在药物网格中的应用研究
【摘要】:随着X射线衍射以及核磁共振等技术的发展,越来越多的生物大分子的三维结构被测定出来,计算机辅助药物设计呈现出了突飞猛进之势,药物分子虚拟筛选是其中的重要环节。然而,进行虚拟筛选不仅要搜索化合物小分子库,而且要对库中的小分子进行分子筛选,即便对柔性小分子,粗略估计其在设计空间中也至少含10~(30)个解,再加上庞大的数据库搜索,需要耗费的计算机时间十分巨大,并且对计算环境也有较高的要求。建立网格平台,将网格技术应用于药物分子虚拟筛选是解决上述问题的有效途径。
本文论述了当前基于网格的药物分子设计发展状况,并从药物网格环境下的数据传输、网格资源管理、任务调度、安全性以及虚拟筛选软件性能等方面具体论述了药物网格所面临的主要问题,针对上述问题,本文主要做了以下工作:
1.提出了数据传输优化模型和算法,充分利用了药物分子配体库的易分割性和分子筛选过程的独立性等特点,克服了传统数据传输方法中由于负载的动态性和传输环境的不确定性引起的传输性能随时间波动大的问题,使数据传输能够自主地、动态地向每一时刻或者相对较小的时间段内的较优者聚集。
2.提出一种基于市场机制的动态自适应的网格资源管理方法:运用市场价格体系对动态变化环境的良好适应能力来处理网格资源分配中的异构性和动态性等难题;给出了网格资源管理框架;提出了基于多目标规划的资源管理优化数学模型,并引入了资源分配优化求解的近似算法;利用“交易后改变价格”的方法避免了因价格频繁波动而给用户带来不便等市场机制的负效应;同时,提出了资源组的原子性分配,提高了相关资源的协同分配,并避免了资源申请的死锁问题和资源的无效占用。
3.提出了RDHTS(Reliable Dynamic Heterogeneous Task Scheduling)任务调度算法。该方法与传统方法的显著不同体现在如下两个方面:用“通讯开销”矩阵COST来表示各任务间的通讯开销情况,COST矩阵本身相应于RTTs(Round Trip Time)值的周期变化而动态变化;通过分析网格中各结点自身中断事件发生次数的数学期望和方差,得出各结点的即时可靠性评价参数,增强了任务调度的可靠性,从而较好地适应了网格结点状态的non-dedicated特性。
4.建立了负责签发各主体认证证书的认证中心CA,为各主体颁发认证证书,通过公钥等技术对证书真伪加以鉴别,并通过在网格主体的全局名称与主体的本地局部名称之间建立映射关系,来保证本地安全机制的有效性。
5.将上述研究的方法和技术用于构建药物发现应用网格的研究,通过对区域、结点计算性能的量化,实现了对药物分子虚拟筛选任务的动态分配、数据传输的优化处理和网格资源的优化分配;并建立了认证中心,保证了平台使用的安全性;通过分析网格中各结点自身中断事件发生次数的数学期望和方差,使得在计算结点进行药物分子虚拟筛选任务的可靠性得到了改善。测试表明了药物分子虚拟筛选服务与网格技术相结合的合理性及有效性。
|
|
|
|
1 |
黄德才;钟艳平;;网格环境下改进的独立任务调度遗传算法[J];计算机工程与应用;2007年26期 |
2 |
祁超;张璟;李军怀;;基于蚁群系统的网格资源分配与任务调度(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2007年03期 |
3 |
李兵;郑仕勇;;网格环境下独立任务调度的混合遗传算法[J];软件导刊;2010年05期 |
4 |
杨琴;王海瑞;;基于遗传算法的网格任务调度研究[J];山西电子技术;2009年01期 |
5 |
彭艳飞;王正友;周代利;潘刘永;刘传林;李振兴;;基于蚁群算法的网格任务调度模拟[J];矿山机械;2008年04期 |
6 |
何琨;赵勇;;网格环境下资源调度问题的统一建模与分析[J];华中科技大学学报(自然科学版);2006年03期 |
7 |
张伟,沈沉,卢强;电力网格体系初探(二)电力网格体系结构[J];电力系统自动化;2004年23期 |
8 |
贾明飞,董渭清,桂小林,白雪柏;网格资源管理系统模型研究[J];微电子学与计算机;2003年03期 |
9 |
左旭,卫原平,陈军,阮雪榆;三维六面体网格的生成算法及质量优化方法[J];模具工业;1998年06期 |
10 |
陈宏伟,王汝传;移动代理在网格中的应用[J];计算机时代;2004年12期 |
11 |
徐彬,金海,石柯,林海华;网格环境下数据库对等发现服务模型的研究[J];计算机应用与软件;2005年03期 |
12 |
朱朝艳,郑耀,魏贵义;网格环境中高性能数据传输客户端的实现[J];江南大学学报(自然科学版);2005年02期 |
13 |
成众志;晶体管反馈振荡器的频率稳定[J];电子学报;1964年01期 |
14 |
高晓军;网格技术——因特网的未来[J];情报理论与实践;2002年04期 |
15 |
田春松,胡健伟;一类三角形网格的局部加密方法及其应用[J];数值计算与计算机应用;2002年02期 |
16 |
罗秉安,张立臣;网格技术及其应用[J];微机发展;2002年06期 |
17 |
黄玉琪,王刚,梁剑辉;基于网格的"数字黄河"框架与平台技术研究[J];人民黄河;2003年02期 |
18 |
赵炯;引人注目的网格计算[J];计算机与数字工程;2003年02期 |
19 |
沈云付,潘伟华;基于网格的铸造凝固过程数值模拟系统[J];计算机集成制造系统-CIMS;2003年S1期 |
20 |
尹传勇,刘寿强;个人计算机网格的安全管理特性[J];计算机安全;2003年04期 |
|
|
|
|
|
1 |
王璐璐;张素伟;任颉;;网格调度算法[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年 |
2 |
杨超;吴玲达;;基于视点质量驱动的网格动态简化算法[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年 |
3 |
王振亚;卢笙;叶友达;张涵信;;非结构网格分区技术研究[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年 |
4 |
刘锡良;;国内外空间结构节点综述[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年 |
5 |
李珍香;;谈网格计算技术[A];第11届全国计算机在现代科学技术领域应用学术会议论文集[C];2003年 |
6 |
李浪波;傅彦;刘红;;基于范例推理的网格和密度聚类算法[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2005年 |
7 |
任彦;方程;陈洪辉;罗雪山;;一种基于智能主体的网格体系结构模型[A];Well-off Society Strategies and Systems Engineering--Proceedings of the 13th Annual Conference of System Engineering Society of China[C];2004年 |
8 |
郑铁然;李海洋;韩纪庆;;汉语语音检索中基于音节和词语言模型的索引方法研究[A];第九届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2007年 |
9 |
华卫国;;国内外主流网格圈的影像学分析[A];“经纬股份杯”2008’纺纱主机及关键器材、专件科技创新与应用技术经验交流研讨会论文集[C];2008年 |
10 |
孙刚;李栋;乔志德;李孝伟;;飞行器复杂外形流场模拟嵌套体系的研究[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年 |
|