生物信息的計(jì)算模型與算法研究.pdf

1、生物信息學(xué)是計(jì)算分子生物學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)之間的交叉學(xué)科.近年來(lái),隨著計(jì)算技術(shù)的突飛猛進(jìn),生物技術(shù)正給整個(gè)人類帶來(lái)前所未有的巨大變化.該文圍繞生物信息的計(jì)算模型與算法開展研究,主要內(nèi)容、貢獻(xiàn)和創(chuàng)新包括:(1)基因表達(dá)式數(shù)據(jù)的計(jì)算;該文的主要工作是:①討論了聚類和異類分析的概念、基本算法和異同點(diǎn),針對(duì)高維空間中異類分析的困難,提出了一個(gè)基于遺傳機(jī)制的新的用于生物表達(dá)式數(shù)據(jù)異類分析的算法,為解決窮舉法尋找子空間所帶來(lái)的爆炸計(jì)算量問(wèn)題提供了有效手

2、段;②該算法改進(jìn)了基于距離方法來(lái)尋找異類數(shù)據(jù),減少了對(duì)鄰近數(shù)據(jù)的搜索,并用歐氏幾何學(xué)、積分等數(shù)學(xué)工具對(duì)該改進(jìn)進(jìn)行了理論分析;③在酵母茵、人類和淋巴瘤數(shù)據(jù)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明了該算法的實(shí)用性和改進(jìn)的效率.由于該算法能對(duì)產(chǎn)生的子空間解給出一定的生物學(xué)上的解釋,即頻繁出現(xiàn)的維表明其對(duì)應(yīng)的基因段具有多樣性,因此尋找異類數(shù)據(jù)過(guò)程中找到的子空間本身具有更重要的價(jià)值.從異類分析的角度看,該方法具有一定的普適性,能夠被用于對(duì)其它高維數(shù)據(jù)的異類分析.(2)生

3、物計(jì)算模型的研究;該文的主要工作是:①研究了該模型上已有的雙序列比對(duì)算法,針對(duì)其只能輸出最佳罰分值的缺陷進(jìn)行了改進(jìn),對(duì)動(dòng)態(tài)規(guī)劃矩陣進(jìn)行回溯并統(tǒng)計(jì)各個(gè)位置插入的空格數(shù),使得算法同時(shí)還能輸出最佳比對(duì);②以平衡分組選擇網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)為例,介紹了一種以晶格數(shù)目開銷和晶格延遲時(shí)間兩方面為基礎(chǔ)的開銷分析方法,將這種方法應(yīng)用到對(duì)前述雙序列比對(duì)算法的分析,驗(yàn)證了該算法的有效性.(3)生物序列的計(jì)算生物序列信息是最基本的生物信息,包括DNA序列和蛋白質(zhì)序列,