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基于平衡分割的并行序列比对

刘淼  
【摘要】: 双序列比对是序列分析常用的方法之一,也是多序列比对和数据库搜索的基础。为此,产生了很多解决双序列比对问题的各种数学方法,其中,最基本、最有效且得到普遍认可的方法是动态规划法。而动态规划由于其时间和空间复杂度的庞大,在实际使用中受到了限制。因此,对于该序列比对算法,当前重点解决的问题是,在保持生物敏感性的基础上如何降低算法的运行的时间和空间。 对双序列比对人们从不同角度提出了很多算法,其中最快的空间最优并行算法,空间复杂度为O (( m+ n)/p)),但是时间消耗为O (( m+ n)~2 /p),P表示处理器的个数;最快的时间最优算法,时间复杂度为O(mn/p) ,但是空间消耗为O ( m+n/p)。 本文通过对现有的双序列比对串并算法进行研究分析,提出了一种基于平衡分割并行序列比对算法。它可以达到时间和空间两者的最优,时间复杂度为O( mn/p),空间复杂度为O (( m+n)/p)。这种算法采用数据划分技术,利用高性能计算机系统,如集群式系统,有效地提高了双序列比对的时间空间效率。


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