面向云环境的蛋白质折叠模拟计算并行化算法

提出了面向云环境Yarn(yet another resource negotiator)规范的蛋白质折叠模拟计算并行化算法Yarn_PERM。分析了蛋白质折叠的格点模型PERM算法的运行流程及其面向MapReduce的子任务划分方式。Yarn_PERM算法实现采用Hadoop2.0的Yarn框架作为工作平台,其资源的分配与调度、应用子任务的申请和子任务的具体执行都由Yarn来透明地完成;描述了Yarn_PERM算法的Map程序与Reduce程序及主控程序的功能实现。实验结果表明:在相同的时间内Yarn_PERM比PERM串行计算、MapReduce的PERM计算在能量最低寻优的吞吐量上明显增加,加速比和可扩展性上也有明显的优势。     

应用于蛋白质折叠模拟的三种新蒙特卡罗方法的比较

新蒙特卡罗方法是一类随机算法的统称．这类算法已被应用于蛋白质折叠的模拟计算，并取得了较好的结果．该文将并行回火与遗传算法的混合算法、群体模拟退火方法以及群体模拟退火方法与遗传算法的混合算法这3种改进的蒙特卡罗方法应用到蛋白质折叠模拟计算，并就二维网格模型比较了这3种方法搜索最小能量构象的能力以及计算了得到最小能量构象所花费的时间．计算机模拟计算的结果表明，3种方法对于短序列蛋白质折叠结构的预测都较为有效，而群体模拟退火方法与遗传算法的混合算法则比其它两种算法所花费的计算时间要少，也就更为有效．     

蛋白质折叠的三维计算机模拟

介绍了计算机模拟蛋白质的三维模型,利用混合遗传算法对模型问题进行了模拟计算,获得了由２７个氨基酸残基组成的肽链的能量最小的折叠构象,计算结果表明,对于蛋白质折叠的三维晶格模型而言混合遗传算法是很有效的。     

面向撞击点的密度估计全局光照算法

美国康奈尔大学提出的面向密度估计的光照算法中,密度估计的并行计算当场景各表面光照情况不均时,由于各子任务计算量相差悬殊,其并行加速比受到限制,本文提出一种改进的密度估计算法－－面向撞击点的密度估计及其并行计算,采用限制子任务大小的方式解决了各子任务计算量相差悬殊引起的加速比受限的问题。     

改进的离散增量算法预测27类折叠子的结构类型

蛋白质二级结构预测是三级结构预测的一个非常重要的中间步骤,而折叠子识别和结构类型的准确预测则可以提高二级结构和三级结构预测的准确度.本文从蛋白质的一级序列出发,提出了一种改进的预测算法:以二肽组分、预测的二级结构信息、伪氨基酸组分和位置权重矩阵打分值等特征分别作为参数,输入离散增量算法的单分类器中,通过加权融合单分类器的计算结果,对27类折叠子的结构类型进行了预测,取得了较好的预测结果.     

耗散粒子动力学平衡并行算法的实现

提出了一种耗散粒子动力学（DPD）的平衡并行（BPDPD）算法,解决了传统DPD程序计算时间过长的问题。通过动态的划分模拟空间实现了节点间的负载均衡,并且运用子节点数据本地重建机制有效减少了节点通信的数据量。对锚定蛋白质的聚集做了模拟,实验结果显示,该算法有效的减少DPD模拟的时间,并在10节点的集群上得到了6.3的加速比。     

预测蛋白质结构问题的三维连续模型及其相应的拟物算法

在研究蛋白质折叠结构预测问题的离散模型的基础上，受物理世界物体间相互作用规律的启发，提出了该问题的三维连续模型，它比离散模型更接近真实蛋白质空间折叠结构．根据连续模型找到了相应的拟物算法，并给出一些实例的计算结果，结果证明了拟物算法的有效性．     

GPU加速的并行模拟退火算法在蛋白质预测中的应用

人类基因组测序工作初步结果显示,MSAPSO算法在求解蛋白质折叠问题时具有不错的求解精度,但是算法执行的时间开销却令人难以接受.针对此问题,使用CUDA编程模型在GPU上实现MSAPSO算法(CUMSA),利用GPU的计算能力,节省求解问题的时间成本.实验结果显示,CUMSA对4条测试序列求解得到的解的质量相对较高,由得到的解的构象图可知,CUMSA能够高效、正确地进行蛋白质折叠结构预测.     

一种面向片上众核处理器的虚拟核资源分配算法

基于高效能大任务和多任务计算需求以及芯片技术的高速发展,多核处理器进入片上众核处理器时代,但如何将这种硬件能力转变成计算性能的提升,充分利用MPSo C的并行计算能力是该领域亟待解决的问题.文中研究设计了面向片上众核处理器的物理核到虚拟核分配算法(VPD),该算法通过识别任务执行时的阶段状态特征,动态重组物理核并配置成与任务计算需求相适应的虚拟核,在满足任务的计算资源需求的条件下,实现虚拟核最优分配.最后通过实验将VPD算法与不同的多核/众核处理器环境下的主流调度算法进行比较,结果表明:该算法可适用于多种环境,且效能比其他同类算法平均高5%~10%.     

局部碱基对梯阶参量对蛋白质折叠速率的影响

相关研究表明mRNA序列中GC含量、回文密度和二级结构对蛋白质折叠速率都有重要影响,为了研究mRNA三级结构是否对蛋白质折叠速率也存在重要影响,收集了具有实验折叠速率的蛋白质作为研究对象,对其中的每一个蛋白质,计算其相应mRNA三级结构中各种局部碱基对梯阶参量值,并分析了这些参量值与相应蛋白质折叠速率的相关性.将蛋白质...     

Personification algorithm for protein folding problem：Improvements in PERM

PERM is the most efficient approach for solving protein folding problem based on simple lattice model. In this article a personification explanation of PERM is proposed. A new version of PERM, population control algorithm with two main improvements is presented: one is that it is able to redefine the weight and its predicted value in PERM,and the other is that it is able to unify the calculation of weight when choosing possible branches. The improved PERM is more efficient than the previous version; specifically it can find the known lowest energy states for the four well-known difficult instances and is generally several to hundreds times faster than PERM. It is noteworthy that with the improved PERM we found new lowest energy configurations of three of the four difficult problems missed in previous papers.     

一种文化算法优化

工程中复杂的优化问题很难获得其解析解,通过数值计算方法去获取数值解容易陷入局部最优解。为提高求解高维问题数值最优解的速度和准确性,在传统文化算法基础上将种群分为精英群体和普通群体,分别按照不同的方式进化并对种群做初始化优化,通过MATLAB编程用实例分别对优化前后的算法进行仿真。实验表明,优化后较优化前在速度上有较大的提升,进行初始化改进的文化算法在高维优化问题中能更快、更准确地逼近最优解,为求解复杂的问题提供了一种新的参考方法。     

一种改进的RVSSLMS波束赋形算法

作为智能天线的关键技术之一,波束赋形算法引起了众多学者的广泛关注。为克服目前RVSSLMS算法比较简便,易于实现,但收敛速度较慢;RLS算法收敛速度较快,但其运算量大的问题,根据移动通信系统中波束赋形算法必须具有较快的响应速度和收敛速度的要求,对RVSSLMS算法进行了改进;结合RLS算法和RVSSLMS算法的优点,在开始迭代前的25次用RLS算法求加权系数W(k),再使RVSSLMS算法用RLS算法求出的加权系数W(k)作为初始值进行迭代求解,使其在保持原有运算量小的特点的同时,具有更快的收敛速度。用Matlab仿真对改进方法的有效性进行了验证,仿真结果表明:RLS-RVSSLMS算法既具有RLS算法收敛速度快的特点,同时保持了RVSSLMS算法计算量小的特点。     

新一代DTS中的动态仿真程序

为了开发出实用的动态仿真程序,阐述了考虑电力系统详细模型的动态仿真程序在新一代调度员培训仿真器（ Ｄ Ｔ Ｓ）中的必要性,并分析了它的精确性、交互性和实用性３ 个特点。介绍了所开发的新一代 Ｄ Ｔ Ｓ中的动态仿真程序的基本算法、主要流程和模型,其核心算法采用了基于隐式梯形法的交替迭代法,详细介绍了它在模型的适应性、人机交互的方便性和网络处理的灵活性方面的突出特点。同时强调了面向对象的分析与设计方法在程序中的应用。该动态仿真程序已在广西 Ｄ Ｔ Ｓ系统中得到了实际应用,并在做进一步的改进工作     

蛋白质折叠的计算机模拟

介绍了计算机模拟蛋白质折叠问题的背景、模型和意义。在对模型问题采用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法和单纯遗传算法得到能量最小构象的基础上,提出了适用的混合遗传算法,并通过计算机模拟试验对三种方法作了比较。     

基于一种新的S型函数快速凸组合最小均方算法

为解决传统凸组合自适应滤波算法在联合参数迭代计算量大、算法收敛速度慢、跟踪性能差等问题,提出了一种基于一种新的S型函数快速凸组合最小均方(SCLMS)算法;该算法用一种新的S型函数,代替Sigmoid函数,在保证和CLMS算法相同稳态误差情况下,避免了指数运算,减少了计算量;同时也提高了收敛速度和信号的跟踪性能。通过独立高斯白噪声作为输入信号算法仿真、相关噪声作为输入信号算法仿真;以及非平稳环境下算法仿真;并对三种仿真结果进行了分析,验证了该算法性能可靠有效。     

区域分解法解黑油数值模拟问题的并行计算

区域分解方法是适应并行计算机的工作原理应运而生的偏微分方程数值算法,将它应用于解决三维实际问题且行之有效的并行软件并不多见．本文基于共享内存多处理机并行系统解决一类三维黑油油藏数值模拟问题,分别给出了子结构类型ＤＤＭ和Ｓｃｈｗａｒｚ类型ＤＤＭ两种区域分解方法的并行算法,并进行了比较,就它们在实际应用中的区域划分对收敛速度及计算时间的影响进行了讨论     

基于折线形滑动和SLOPE/W模拟的滑坡稳定性对比分析

为提高滑坡稳定性分析的准确性,首先采用折线形滑动面稳定性计算方法对某滑坡进行了稳定性分析,再利用SLOPE/W程序对某滑坡进行了计算机模拟,并采用Bishop法和Janbu法在考虑地下水与未考虑地下水的情况下对该滑坡进行了计算,并将计算结果与折线性滑动的稳定性进行了比较和分析,给出了该滑坡的稳定性评价.