生物信息的計算模型與算法研究.pdf

1、生物信息學是計算分子生物學與計算機科學之間的交叉學科.近年來,隨著計算技術(shù)的突飛猛進,生物技術(shù)正給整個人類帶來前所未有的巨大變化.該文圍繞生物信息的計算模型與算法開展研究,主要內(nèi)容、貢獻和創(chuàng)新包括:(1)基因表達式數(shù)據(jù)的計算;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,針對高維空間中異類分析的困難,提出了一個基于遺傳機制的新的用于生物表達式數(shù)據(jù)異類分析的算法,為解決窮舉法尋找子空間所帶來的爆炸計算量問題提供了有效手

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

3、物計算模型的研究;該文的主要工作是:①研究了該模型上已有的雙序列比對算法,針對其只能輸出最佳罰分值的缺陷進行了改進,對動態(tài)規(guī)劃矩陣進行回溯并統(tǒng)計各個位置插入的空格數(shù),使得算法同時還能輸出最佳比對;②以平衡分組選擇網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)為例,介紹了一種以晶格數(shù)目開銷和晶格延遲時間兩方面為基礎(chǔ)的開銷分析方法,將這種方法應(yīng)用到對前述雙序列比對算法的分析,驗證了該算法的有效性.(3)生物序列的計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,