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GPU加速的生物序列比对 被引量:15
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作者 林江 唐敏 童若锋 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期420-427,共8页
为了精确高效地进行生物序列比对,提出一种GPU加速的Smith-Waterman算法.该算法使用菱形数据布局以更充分地利用GPU的并行处理能力;使用查询串分批处理技术来支持上百兆规模的序列比对;同时引入树形算法,以优化最大匹配值的计算.将该算... 为了精确高效地进行生物序列比对,提出一种GPU加速的Smith-Waterman算法.该算法使用菱形数据布局以更充分地利用GPU的并行处理能力;使用查询串分批处理技术来支持上百兆规模的序列比对;同时引入树形算法,以优化最大匹配值的计算.将该算法在一块NVIDIA GeForce GTX285显卡上实现,并使用多组不同规模的生物序列进行了比对实验.实验结果表明,与CPU上的串行算法相比,采用文中算法最高可获得120倍以上的性能提升. 展开更多
关键词 SMITH-WATERMAN算法 序列比对 CUDA
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基于购买行为的客户分类方法研究 被引量:11
2
作者 闫相斌 李一军 叶强 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期1769-1774,共6页
在序列对齐方法的基础上,提出了客户购买行为的相似比较标准。在比较过程中,考虑了客户购买产品的类别和相应产品的购买金额,给出了快速计算客户购买行为相似度的算法。在此基础上,对客户聚类应用模拟退火遗传算法改善聚类的质量,使每... 在序列对齐方法的基础上,提出了客户购买行为的相似比较标准。在比较过程中,考虑了客户购买产品的类别和相应产品的购买金额,给出了快速计算客户购买行为相似度的算法。在此基础上,对客户聚类应用模拟退火遗传算法改善聚类的质量,使每一类客户具有更相似的购买行为。实例分析结果表明,所提出的方法能够有效地根据购买行为对客户加以分类。 展开更多
关键词 客户分类 序列对齐方法 聚类 遗传算法 模拟退火
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基于关键字树的DNA多序列星比对算法 被引量:9
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作者 邹权 郭茂祖 +1 位作者 王晓凯 张涛涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1746-1750,共5页
在构建进化树、比较单体型序列等生物信息学研究中,需要比对多个相似程度很高的DNA序列.对于数量多、序列长的多序列比对问题,通常使用时间复杂度较低的星比对算法.然而在处理大规模数据时,星比对的平方时间复杂度依然不能满足需要.因此... 在构建进化树、比较单体型序列等生物信息学研究中,需要比对多个相似程度很高的DNA序列.对于数量多、序列长的多序列比对问题,通常使用时间复杂度较低的星比对算法.然而在处理大规模数据时,星比对的平方时间复杂度依然不能满足需要.因此,在星比对思想的基础上,本文结合关键字树理论,先找出完全匹配的区域,然后比对剩余区域,以达到降低期望时间复杂度的目的.两组实验证明了本文算法的有效性,在取得相同比对效果的情况下,本文算法运行时间小于其他方法. 展开更多
关键词 多序列比对 星比对 关键字树 AHO-CORASICK算法 生物信息学
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PHGA-COFFEE:多序列比对问题的并行混合遗传算法求解 被引量:11
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作者 刘立芳 霍红卫 王宝树 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期727-733,共7页
设计了一个求解多序列比对问题的并行混合遗传算法(与之相应的软件称为PHGACOFFEE).该算法采用COFFEE函数作为个体的适应度函数,构造了六种遗传算子,特别是设计了两种新颖的变异算子,其中一种变异算子基于COFFEE的一致性信息设计,以改... 设计了一个求解多序列比对问题的并行混合遗传算法(与之相应的软件称为PHGACOFFEE).该算法采用COFFEE函数作为个体的适应度函数,构造了六种遗传算子,特别是设计了两种新颖的变异算子,其中一种变异算子基于COFFEE的一致性信息设计,以改善算法的整体搜索能力.另一种变异算子基于动态规划方法设计,以增强其局部搜索能力.通过对BAliBASE中144个测试例的测试,证明该算法是有效的.与已有的算法相比,该算法对处于朦胧区和具有N/C末端延伸的序列比对问题有更强的问题求解能力.同时通过对算法并行化,其运行时间显著缩短. 展开更多
关键词 生物信息学 多序列比对 并行混合遗传算法 动态规划
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基于多核流处理器的BLAST并行化算法研究 被引量:4
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作者 裴颂文 王心怡 +1 位作者 韦刚 吴百锋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2065-2069,共5页
序列比对是生物信息学中最基本、最重要的操作,通过序列比对可以发现生物序列中的功能、结构和进化的信息。BLAST算法是序列比对中应用广泛的算法之一。基于多核流处理器GPU和CPU的异构平台,提出了BLAST算法构造单词表和单词匹配扩展的... 序列比对是生物信息学中最基本、最重要的操作,通过序列比对可以发现生物序列中的功能、结构和进化的信息。BLAST算法是序列比对中应用广泛的算法之一。基于多核流处理器GPU和CPU的异构平台,提出了BLAST算法构造单词表和单词匹配扩展的并行化实现方法。实验证明构造单词表的计算性能获得3倍以上的加速比;单词匹配扩展采用的混合并行方式可以获得7倍左右的加速比,内部并行方式可取得3~4倍的加速比。 展开更多
关键词 序列比对 BLAST算法 生物信息学 多核流处理器
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基于生物信息学中双DNA序列比对算法的图像立体匹配及其实现 被引量:5
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作者 谢少荣 王东红 +1 位作者 罗均 龚振邦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期106-111,共6页
提出了一种基于生物信息学中双DNA序列比对算法的图像立体匹配新方法。图像立体匹配和生物信息学中双DNA序列比对的实质都是在匹配准则下搜索最佳匹配基元,因而新颖地将双序列比对算法引入图像立体匹配。首先介绍了基于动态规划的双序... 提出了一种基于生物信息学中双DNA序列比对算法的图像立体匹配新方法。图像立体匹配和生物信息学中双DNA序列比对的实质都是在匹配准则下搜索最佳匹配基元,因而新颖地将双序列比对算法引入图像立体匹配。首先介绍了基于动态规划的双序列比对算法原理及其用于图像立体匹配的实现方法,然后根据左右摄像机的最大视差是一个有限定值,进行了算法改进,极大地减少了计算量,并给出了VC6.0中的实现流程,最后采用4组不同的图像对进行了实验验证。该方法具有较低的计算复杂度和适宜于并行计算的特点,生成的视差图效果表明双序列比对算法为图像立体匹配提供了一个实用有效的方法。 展开更多
关键词 立体匹配 立体视觉 DNA序列 双序列比对 对应点
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一种新的迭代渐进多序列比对算法 被引量:3
7
作者 张敏 方伟武 +1 位作者 张俊华 迟忠先 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第2期72-74,共3页
该文提出一种新的迭代渐进多序列比对算法IPMSA。该算法先用渐进方法进行多序列比对,然后通过迭代策略,利用上一轮多序列比对结果修正指导树,产生新一轮比对。重复这一过程,直到指导树不再发生变化或满足事先设定的迭代次数为止。以比... 该文提出一种新的迭代渐进多序列比对算法IPMSA。该算法先用渐进方法进行多序列比对,然后通过迭代策略,利用上一轮多序列比对结果修正指导树,产生新一轮比对。重复这一过程,直到指导树不再发生变化或满足事先设定的迭代次数为止。以比对数据库BAliBASE中多蛋白质家族1idy为例,对IPMSA算法和ClustalW算法进行的比较研究表明,该算法能更有效地比对分歧较大的序列,并改进其系统发育树。 展开更多
关键词 多序列比对 渐进比对算法 迭代策略
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进化算法在DNA序列比对中的应用 被引量:4
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作者 王宏漫 欧宗瑛 《数据采集与处理》 CSCD 2002年第4期463-466,共4页
在对序列比对结果进行分析的过程中 ,提出了基于生物进化思想的序列比对算法。该算法的出发点是在待比对序列中的不同位置插入空位 ,通过设计合理的遗传算子 ,在不断的进化过程中 ,使序列间具有最大的相似性。由于该算法的主要操作是比... 在对序列比对结果进行分析的过程中 ,提出了基于生物进化思想的序列比对算法。该算法的出发点是在待比对序列中的不同位置插入空位 ,通过设计合理的遗传算子 ,在不断的进化过程中 ,使序列间具有最大的相似性。由于该算法的主要操作是比较、计数和移位 ,使得硬件实现具有可行性、简易性。测试结果表明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 染色体 DNA序列比对 进化算法 生物学 基因区域 序列比对算法 交叉模板 遗传算子
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一种基于遗传算法的DNA多序列比对方法 被引量:6
9
作者 龚道雄 阮晓钢 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期19-22,共4页
为了克服遗传算法应用于多序列比对时所遇到的比对序列数受限制以及比对寻优速度慢的缺点,提出了一种基于遗传算法的DNA多序列比对方法(GAMA);针对DNA多序列比对的特点,指出了传统遗传算法中的交叉操作将为序列比对带来沉重的计算负担;... 为了克服遗传算法应用于多序列比对时所遇到的比对序列数受限制以及比对寻优速度慢的缺点,提出了一种基于遗传算法的DNA多序列比对方法(GAMA);针对DNA多序列比对的特点,指出了传统遗传算法中的交叉操作将为序列比对带来沉重的计算负担;避开遗传算法通常所采用的遗传操作算子,设计了独特的遗传算子(插入删除算子和合并分离算子)、基于BLAST相似度评分方法和完全比对块加权的个体适应度值评价函数,采用了便于插入和删除操作以及相似度评分的基于字符和空位矩阵的染色体编码方案。本算法具有操作算子数量少,算子调用机制简明的特点。最后,给出了将GAMA应用于DNA多序列比对的算例,实验结果验证了本算法的可行性。 展开更多
关键词 遗传算法 DNA多序列比对 遗传算子 GAMA 离散优化
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遗传算法模拟生物多序列比对之交叉算子优化 被引量:4
10
作者 李满枝 王洪涛 +1 位作者 王凯华 沈有建 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第12期1537-1542,共6页
为优化生物多序列比对问题,降低计算难度,提高计算效率,采用遗传算法模拟多序列比对,构造了四种简单的交叉算子及三种后处理方式,分析交叉算子和交叉后处理方式对多序列比对结果的影响。通过实验比较,结果表明多行横向交叉的计算效果最... 为优化生物多序列比对问题,降低计算难度,提高计算效率,采用遗传算法模拟多序列比对,构造了四种简单的交叉算子及三种后处理方式,分析交叉算子和交叉后处理方式对多序列比对结果的影响。通过实验比较,结果表明多行横向交叉的计算效果最好,后处理方式cross4to2能有效缩短计算时间,二者相结合能很大提高遗传算法的计算效率,从而达到优化多序列比对的目的. 展开更多
关键词 多序列比对 遗传算法 交叉算子 后处理 计算效率
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面向OpenCL架构的大规模生物序列比对 被引量:2
11
作者 陈钢 韦刚 +2 位作者 李国波 裴颂文 吴百锋 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2012年第2期392-398,共7页
为提高生物序列比对算法的性能和效率,提出一种异构处理平台下可移植的大规模生物序列比对算法及其优化方法.通过改变原有Smith-Waterman算法的计算流程和数据依赖关系,增加序列比对的并行性;通过改变存储器布局后使用向量数据类型,提... 为提高生物序列比对算法的性能和效率,提出一种异构处理平台下可移植的大规模生物序列比对算法及其优化方法.通过改变原有Smith-Waterman算法的计算流程和数据依赖关系,增加序列比对的并行性;通过改变存储器布局后使用向量数据类型,提高全局存储器的带宽利用率;通过增加偏移量改变存储器模块的映射方式,避免模块访问冲突,提高局部存储器的使用效率.实验结果表明,优化后的生物序列比对性能提升了近100倍. 展开更多
关键词 OPENCL GPU 生物序列比对 SMITH-WATERMAN算法
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基于信息素智能更新的蚁群双序列比对算法 被引量:3
12
作者 彭东海 骆嘉伟 陈斐 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第35期166-168,186,共4页
序列比对算法是生物信息学中重要的研究方向之一。提出了一种基于信息素智能更新的蚁群双序列比队算法,该算法利用历史最优信息来更新信息素,避免出现早熟现象,加速算法的后期收敛。实验表明该方法是有效性和可行的。
关键词 蚁群算法 序列比对 信息素
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基于遗传算法与星比对的多序列比对混合算法 被引量:2
13
作者 胡桂武 郑启伦 彭宏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2004年第5期90-91,112,共3页
多序列比对(MSA)是一个典型的NP完全问题,星比对是一种有效的多序列比对算法。文章针对MSA问题提出了将遗传算法与星比对算法结合在一起的混合算法,该算法充分发挥了遗传算法和星比对算法的优越性,可提高求解MSA问题的计算精度和计算速... 多序列比对(MSA)是一个典型的NP完全问题,星比对是一种有效的多序列比对算法。文章针对MSA问题提出了将遗传算法与星比对算法结合在一起的混合算法,该算法充分发挥了遗传算法和星比对算法的优越性,可提高求解MSA问题的计算精度和计算速度,整个算法模拟了自然界进化的周期性,较好的解决了群体的多样性和收敛深度的矛盾。实验表明,该算法是有效的。 展开更多
关键词 多序列比对 生物信息学 遗传算法 星比对 算子
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生物多序列比对的并行算法 被引量:2
14
作者 陈宁涛 王能超 施保昌 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2005年第10期118-119,共2页
多序列比对是生物信息学中的基本问题。由于生物序列数据库的快速增长,即使优秀的串行算法已不能满足实际的需要。研究了Gusfield提出的星型比对模型的串行算法,进行了空间和时间上的改进,基于cluster结构的某并行机提出了一种并行算法... 多序列比对是生物信息学中的基本问题。由于生物序列数据库的快速增长,即使优秀的串行算法已不能满足实际的需要。研究了Gusfield提出的星型比对模型的串行算法,进行了空间和时间上的改进,基于cluster结构的某并行机提出了一种并行算法,并对大量基因数据进行了测试,结果表明对于大规模的多序列比对,算法能达到较高的加速比。 展开更多
关键词 多序列比对 并行算法 星型比对模型 生物信息学 cluster结构 串行算法 序列数据库 基因数据 并行机 加速比
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求解MSA问题的新型单亲遗传算法 被引量:3
15
作者 胡桂武 郑启伦 彭宏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第8期5-7,53,共4页
多序列联配(MSA)在生物信息学研究中占有重要地位,MSA问题是一个典型的NP问题,遗传算法是求解NP完全问题的一种理想方法。文章针对MSA问题,提出了一种新型单亲遗传算法(PGA),不使用交叉算子,只使用变异和选择算子。并根据群体的多样性... 多序列联配(MSA)在生物信息学研究中占有重要地位,MSA问题是一个典型的NP问题,遗传算法是求解NP完全问题的一种理想方法。文章针对MSA问题,提出了一种新型单亲遗传算法(PGA),不使用交叉算子,只使用变异和选择算子。并根据群体的多样性自适应调节变异概率,有效消除了算法中的欺骗性条件,使用灾变算子来确保算法的搜索能力。整个算法模拟了自然界进化的周期性,较好地解决了群体的多样性和收敛深度的矛盾。算法的分析和测试表明,该算法是有效的。 展开更多
关键词 MSA 单亲遗传算法 生物信息学 算子
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一种优化的生物序列比对算法 被引量:2
16
作者 唐玉荣 张彦娥 《计算机工程与设计》 CSCD 2004年第11期1936-1937,1945,共3页
序列比对是生物信息学中一种基本的信息处理方法,在序列比对所使用的算法中当前重点解决的问题是如何降低算法的时间和空间复杂度。在介绍基本动态规划原理的基础上,提出了一种基于动态规划思想的优化序列比对算法。对3种算法对比实验表... 序列比对是生物信息学中一种基本的信息处理方法,在序列比对所使用的算法中当前重点解决的问题是如何降低算法的时间和空间复杂度。在介绍基本动态规划原理的基础上,提出了一种基于动态规划思想的优化序列比对算法。对3种算法对比实验表明,该算法在保证其生物敏感性的基础上,有效地降低了时间和空间复杂度。 展开更多
关键词 算法 空间复杂度 序列比对 生物序列 信息处理 动态规划 优化 敏感性 降低 生物信息学
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生物序列比对算法分析与比较 被引量:2
17
作者 钟诚 宋彬 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2004年第3期214-221,共8页
序列比对是生物信息学的一个非常重要的操作.它可以预测生物序列的功能、结构和进化过程等.文中首先介绍双序列比对的基本算法;接着分析和比较多序列比对的四个常用模型和三类算法以及并行比对算法;最后,给出一些研究问题.
关键词 生物信息学 双序列比对 多序列比对 精确算法 近似算法 启发式算法
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求解MSA问题的新型遗传算法 被引量:1
18
作者 胡桂武 牛熠 +1 位作者 杨胜良 黄辉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第3期91-93,共3页
为了克服传统遗传算法求解MSA问题速度慢的缺点,提出了一种新型自适应遗传算法,不使用交叉算子,只使用变异和选择算子.提出了在算法初始化时引入种子的策略,用星比对算法生成一个种子,保证了解的质量,使用灾变算子来确保算法的搜索能力... 为了克服传统遗传算法求解MSA问题速度慢的缺点,提出了一种新型自适应遗传算法,不使用交叉算子,只使用变异和选择算子.提出了在算法初始化时引入种子的策略,用星比对算法生成一个种子,保证了解的质量,使用灾变算子来确保算法的搜索能力.该算法模拟了自然界进化的周期性,较好地解决了群体多样性和收敛深度的矛盾. 展开更多
关键词 MSA 遗传算法 生物信息学 星比对 算子
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基于改进蚁群算法的多序列比对 被引量:2
19
作者 彭东海 骆嘉伟 袁辉勇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第33期114-116,119,共4页
提出一种基于改进蚁群算法的多序列比对方法。该算法改变了信息素的更新方式、字符的选择方法、蚂蚁在蚁巢和食物之间往返搜索以及随机分配蚂蚁开始序列等。实验结果表明,改进后的算法不仅有效地克服了基本蚁群多序列比对算法中的停滞现... 提出一种基于改进蚁群算法的多序列比对方法。该算法改变了信息素的更新方式、字符的选择方法、蚂蚁在蚁巢和食物之间往返搜索以及随机分配蚂蚁开始序列等。实验结果表明,改进后的算法不仅有效地克服了基本蚁群多序列比对算法中的停滞现象,而且即使在运行的后期,仍然能以极大的概率搜索较好解。 展开更多
关键词 蚁群算法 多序列比对 信息素
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基于迭代渐进多序列比对算法研究 被引量:1
20
作者 张敏 方伟武 +1 位作者 张俊华 迟忠先 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第17期32-33,61,共3页
提出一种新的迭代渐进多序列比对算法IPMSA。采用公共多序列比对数据库BAliBASE中142组蛋白质序列作为比对测试数据,并与ClustalW进行比较。比对结果的统计分析表明,IPMSA算法的比对准确率高于ClustalW。
关键词 迭代渐进多序列比对 渐进比对算法 迭代策略 准确率
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