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含有Indel和结构变异错误的生物序列比对并行算法
结题报告
批准号:
61962004
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
钟诚
依托单位:
学科分类:
计算机系统结构与硬件技术
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
钟诚
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中文摘要
针对新一代测序平台产生的含有"indel(插入删除)"、"structural variation(结构变异)"错误的大量的read(序列)与大规模参考基因组比对的问题,研究建立多参数组合优化的序列比对(read alignment)模型,设计优化的序列比对串行算法;提出高效的序列比对并行计算方法、CPU/GPU结构多级存储数据分配方法和集群节点负载均衡的任务调度策略;在保持比对结果质量的前提下,设计将short read(短序列)快速定位到大规模参考基因组的粗粒度和细粒度混合并行的all-mappers比对算法;提出比对结果质量(精度、敏感度和召回率)更高、花费时间更少的将long read(长序列)定位到大规模参考基因组的粗粒度和细粒度混合并行的best-mapper和all-mappers比对算法。研究成果将促进序列比对并行算法的发展,为生物大数据分析应用研究提供高性能算法基础。
英文摘要
Aiming at the problem of aligning the large-scale reference genome and the large numbers of reads (sequences) with the "indel" and "structural variation" errors generated by the next generation sequencing platform, this project investigates to construct the optimized read alignment model with combined multiple parameters,design the optimized sequential algorithms for read aligment, propose the efficient parallel computing method of read alignment, the multi-level storage data allocation method, and load-balancing task scheduling strategy on the CPU/GPU architectures. Furthermore, this project investigates to design the all-mappers alignment algorithm with hybrid coarse-grained and fine-grained parallelism to locate the short reads to the large-scale reference genome on the premise of maintaining the quality of alignment results, propose the best-mapper and all-mappers alignment algorithms with hybrid coarse-grained and fine-grained parallelism to locate the long reads to the large-scale reference genome with higher quality (higher accuracy, sensitivity and recall) and less running time. The research achievements will promote the development of parallel algorithms for read alignments, and provide the basic high performance algorithms for the application research of biological data analysis.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.11959/j.issn.1000-436x.2023009
发表时间:2023
期刊:通信学报
影响因子:--
作者:钟诚;孙辉
通讯作者:孙辉
DOI:--
发表时间:2020
期刊:小型微型计算机系统
影响因子:--
作者:罗贤橦;钟诚;黎瑶
通讯作者:黎瑶
DOI:10.20009/ j.cnki.21-1106/TP.2021-0766
发表时间:2023
期刊:小型微型计算机系统
影响因子:--
作者:孙辉;钟诚
通讯作者:钟诚
DOI:10.1186/s12859-020-03662-8
发表时间:2020-07-23
期刊:BMC bioinformatics
影响因子:3
作者:Tang C;Zhong C;Chen D;Wang J
通讯作者:Wang J
DOI:https://doi.org/10.1186/s12859-023-05243-x
发表时间:2023
期刊:BMC Bioinformatics
影响因子:--
作者:Huidong Ma;Cheng Zhong;Danyang Chen;Haofa He;Feng Yang
通讯作者:Feng Yang
多源生化数据的药物作用预测并行算法研究
  • 批准号:
    62362004
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    33万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    钟诚
  • 依托单位:
CPU和GPU混合体系结构上生物网络比对并行算法研究
  • 批准号:
    61462005
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    45.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    钟诚
  • 依托单位:
多核机群系统上并行排序和选择算法研究
  • 批准号:
    60963001
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    钟诚
  • 依托单位:
异构机群系统上近似串匹配并行算法研究与实现
  • 批准号:
    60563003
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    钟诚
  • 依托单位:
牛瘤胃液的物理学,生物学和生物化学指标的分析
  • 批准号:
    38970575
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    3.5万元
  • 批准年份:
    1989
  • 负责人:
    钟诚
  • 依托单位:
国内基金
海外基金