探索アルゴリズムの並列化とその計算量の研究

搜索算法并行化及其计算复杂度研究

• 批准号: 07780276
• 负责人: 正代 隆義
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07780276/
• 关键词: 並列アルゴリズム; 探索アルゴリズム; 並列知識獲得; 機械学習; 機械発見; 発見科学

本課題では,探索アルゴリズムの並列化とその計算量について研究を行ない,次の成果を得た.タンパク質や核酸のデータといったゲノムデータを対象とした探索アルゴリズムの開発は宮野(九州大学)等によってその端緒はつけられており,大量ゲノムデータからの知識獲得システムBONSAIとして大きな成功を納めた.しかし,一方では,多種多様なデータを前にして,逐次的手法による探索方式の限界も指摘されている.また,探索の問題は,純粋に理論面からは,C.H.PapadimitriouやM.Yannakakisらによって局所探索の理論が存在するが,様々な探索方式・問題を捉えるためには不十分である.本研究では,知識獲得システムの核となる探索アルゴリズムの並列化による効率化を行ない,多様なデータに対応できる並列知識獲得システムBONSAI Gardenの開発を行なった.知識獲得システムBONSAIは正負2つの例から,その例を説明する仮説をアルファベットインデキシングをラベルとする決定木として出力する.このシステムは単一のデータからなる膜貫通領域やシグナルペプチドといったようなタンパク質の説明に成果をあげた.しかしながら,2つ以上のデータが混在した例では,単一のBONSAIシステムで,意味のある小さな仮説を出力するには限界があった.この問題を解決するために,複数のBONSAIを並列に動かすアルゴリズムを設計し,知識探索の並列化を行なった.BONSAI Gardenと呼ばれるこのシステムでは,特殊なプロセスGardenerにより管理された複数のBONSAIプロセスが並列に動作し,効率のよい解空間の探索を行なう。このシステムによって、当初の目的の複数の小さな仮説を出すことに成功した.さらに,DNAおよびタンパク質の塩基配列を入力とする実験を行ない,核となる並列探索アルゴリズムの実験的有効性を確かめた.

This topic で は, explore ア ル ゴ リ ズ ム の tied for the と そ の computation に つ い て を line な い, time を た. の results タ ン パ ク qualitative や nucleic acid の デ ー タ と い っ た ゲ ノ ム デ ー タ を like と seaborne し た explore ア ル ゴ リ ズ ム の open 発 は miyagi (kyushu university), and other に よ っ て そ の clue は つ け ら れ て お り, a large number of ゲ ノ ム デ ー タ か ら の Knowledge acquisition シ ス テ ム BONSAI と し て big き な successful を na め た. し か し, one party で は, many many others な デ ー タ を before に し て, the technique of successive に よ way to explore the る の limit も blame さ れ て い る. ま た, explore は の problem, pure 粋 に theory surface か ら は, C.H.P apadimitriou や M.Y annak The akisらによって bureau's exploration of <s:1> theory が exists in するが, while the 々な exploration method · problem を is that えるために えるために is not very である. This study で は, knowledge acquisition シ ス テ ム の nuclear と な る explore ア ル ゴ リ ズ ム の tied for the に よ る line working rate change を な い, many others な デ ー タ に 応 seaborne で き る tied for knowledge acquisition シ ス テ ム BONSAI Garden の open 発 を line な っ た. Knowledge acquisition シ ス テ ム BONSAI は plus or minus 2 つ の example か ら, そ の を exemplify す る 仮 said を ア ル フ ァ ベ ッ ト イ ン デ キ シ ン グ を ラ ベ ル と す る decided to wood と し て output す る. こ の シ ス テ ム は 単 a の デ ー タ か ら な る transmembrane domain や シ グ ナ ル ペ プ チ ド と い っ た よ う な タ ン パ ク qualitative の illustrate に results を あ げ た . し か し な が ら, more than 2 つ の デ ー タ が mixed し た example で は, 単 a の BONSAI シ ス テ ム で, mean の あ る small さ な 仮 said を output す る に は limit が あ っ た. こ の を solve す る た め に, plural の BONSAI を tied for dynamic か に す ア ル ゴ リ ズ ム を し design, knowledge exploration の tied for the line を な っ た. BO NSAI Garden と shout ば れ る こ の シ ス テ ム で は, special な プ ロ セ ス lawfare に よ り management さ れ た plural の BONSAI プ ロ セ ス が parallel に し, sharper rate の よ い の solution space exploration line を な う. こ の シ ス テ ム に よ っ て, small の original purpose の plural の さ な 仮 を tell す こ と に successful し た. さ ら に, DNA お よ び タ ン パ ク qualitative の salt base with column を と into force す る be 験 を line な い, nuclear と な る tied for exploring ア ル ゴ リ ズ ム の be 験 have sharper sex を か indeed め た.

项目成果

Naohiro Furukawa: "HAKKE:Automatic Predictor Generator for Sequences" Proceedings Genome Informatics Workshop 1995. 110-111 (1995)

Naohiro Furukawa：“HAKKE：序列自动预测器生成器”基因组信息学研讨会论文集 1995. 110-111 (1995)

Takayoshi Shoudai: "BONSAI Garden:Parallel Knowledge Discovery System for Amino Acid Sequences" Proceedings of the Third International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology. 359-366 (1995)

Takayoshi Shoudai：“BONSAI Garden：氨基酸序列的并行知识发现系统”第三届分子生物学智能系统国际会议论文集。

Naohiro Furukawa: "Experiments by BONSAI Garden" Proceedings Genome Informatics Workshop 1995. 156-157 (1995)

Naohiro Furukawa：“BONSAI Garden 的实验”论文集基因组信息学研讨会 1995. 156-157 (1995)