生物医学计算平台的基于KPI的管理和运维

本文面向生物医学高性能计算平台的运维和管理,结合KPI绩效管理方法,提出了一种基于KPI的新型生物医学计算平台的管理方法。该方法着眼于KPI的特点进行深入分析,将KPI体系在生物医学计算平台领域进行映射,对其原理和实现进行了比较深入的探讨,并对其成效进行了综合分析。     

曙光高性能计算助力病原生物学研究

近日,中国医学科学院病原生物学研究所为了解决对高性能计算的迫切需求,进行了公开招标,中国服务器旗舰厂商曙光公司再次从国内外厂商中脱颖而出成功中标,为该研究所提供了一个具有高度适应性的高性能平台.病原生物学研究所的高性能计算平台采用曙光5000高效能计算机,通过曙光天潮CB60-F刀片服务器、曙光DS6310FE磁盘阵列相配合,实现了物尽其用的原则,最大程度地满足了科研工作对高性能计算能力及存储的需求.     

转基因生物相关平台的构建

在转基因生物全球化形势下,我国十分重视转基因生物安全管理及转基因生物安全性风险交流。通过建设转基因生物相关平台,可以加强我国转基因生物安全评价、转基因生物检测、风险交流及信息的整理和共享,拓宽我国转基因生物安全管理服务和信息交流渠道。平台主要由五部分组成,即:转基因生物安全性评价数据库、转基因生物安全检测方法数据库、转基因生物安全管理政策法规数据库、转基因生物检测服务子平台、公众风险交流子平台。平台的访问界面友好、美观、实用,能方便快捷地为用户提供信息查询和浏览等服务。平台可于此地址浏览:http://www.shgmo.org/。     

基于高性能服务器及网格技术的生物科研服务平台研究

为了解决生物科学方面的研究人员在使用生物研究软件工具中存在的“不知道、选不出、难学习和用不起”等问题,同时也为了能为生物类院校的师生提供教学辅助,利用网格技术在高性能服务器上,建立了一款服务于生物研究和教学的网上生物科研服务平台（Biological study service platform,BSP）。该平台包含“工具大全、工具论坛和web工作台”等三部分,拟分别从“找,学,用”三个方面彻底解决生物研究人员在使用生物研究软件工具中存在的问题,同时也为生物类的教师和学生提供了教与学平台。访问地址如下：http：//218．57．145．30：9999／biosp／。此外,该研究小组还将不断地更新和改进该平台,开发更多的自主应用软件,更好地服务生物科研工作。     

基于MIT-BIH心律失常数据库的医用生理信号系统的设计

目的:设计一个心电信号研究系统,该系统是远程心电监护仪器研制中的重要组成部分.方法:先用高性能的PC机和高性能的DA转换器搭建一个硬件平台,再以Visual C++6.0为平台,利用面向对象语言编程建立MIT-BIH心电数据库.结果:系统可以对MIT-Bill心电数据库中的心电和呼吸数据进行管理和回放,并建立实验数据平台,来产生模拟的心电、呼吸等生理信号,可用于研发远程心电监护仪器调试使用.结论:可为以后心电信号的研究分析和相关仪器的开发提供了一个优秀的研究平台.     

基于高通量RNA测序数据分析的弹性云平台

高通量RNA测序（RNA-seq）技术为研究人员提供了海量数据,如何对这些数据进行快速有效的分析,并为后续转录组、基因表达等研究提供支持,是生物信息学领域的热点方向。本文讨论了当前RNA-seq数据分析的发展水平和常用软件、算法,并设计了一系列数据处理模块和分析流程。同时,为了给用户提供更好的使用环境,我们设计了基于弹性资源管理系统的生物云平台BioCloud。该平台集成了丰富的软件,采用高灵活度、高扩展性的体系架构,在给用户提供低成本、高性能计算服务的同时,还提供个性化的流程定制服务。     

基于Yarn云平台的生物基因多序列比对并行算法

为了解决生物信息学中基因多序列比对的计算速度慢和软件陈旧的问题,提出了基于Yarn(Yet Another Resource Negotiator)云平台的生物基因多序列比对并行计算方法Yarn_clustalW。分析了clustalW算法的数学模型及其面向MapReduce的任务划分方式,Yarn_clustalW中综合考虑了基因的长度和数目,采用一种基于阈值刻度的任务划分方式。利用NCBI的GenBank生物基因数据作为案例程序进行了测试。实验结果表明:Yarn_clustalW比起多序列比对clustalW串行计算方法具有更快的运行时间与加速比,可以使生物科研人员节省很多时间与精力,方便对于药物靶标的发现,缩短生物药物的开发周期。     

基于云计算的蛋白质折叠模拟计算

为了解决生物信息学中蛋白质折叠模拟计算的速度慢和软件老旧的问题,提出了基于云计算的蛋白质折叠并行化算法Cloud_PERM。分析了PERM算法的运行流程及其面向MapReduce的子任务划分方式。Cloud_PERM算法实现采用Hadoop云计算环境作为工作平台,其蛋白质序列数据的存储与管理、子任务调度及工作单元的执行都由MapReduce规范来透明的完成;实验结果表明:Cloud_PERM比PERM串行计算具有更快的计算速度,在吞吐量和可扩展性上也有明显的优势。Cloud_PERM可以使生物科研人员节省很多时间与精力,有益于新型蛋白质结构预测与生物特性的研究。     

试论植物子平台和CVH的发展简史及其地位与作用

作为国家标本资源共享平台主要的子平台和最早的共享网站,植物标本子平台及其共享网站“中国数字植物标本馆(CVH)”的发展经历了试点期、发展期、验收考核期、整改服务期和创新发展期5个时期。植物子平台和CVH的建设组织100多家标本馆完成近800万份标本的数字化表达和实现网上共享。这一成果对我国分类学研究、生物多样性保护以及生物信息的发展等起到了重要作用,植物子平台和CVH也成为全国生物多样性信息共享合作的重要项目和平台。参建标本馆数字化建设能力得到提升,基本实现了信息化现代化的管理。     

中国生物多样性e-Science平台建设构想

本文结合国际生物多样性信息学发展趋势和生物多样性e-Science相关平台, 在分析我国前期工作成果和相关问题的基础上, 提出了基于服务架构(Service-Oriented Architecture, 简称SOA)和国际空间标准服务ISO 19119的中国生物多样性e-Science平台的三层结构(资源层、服务层和应用层), 并对e-Science平台建设的几个重要方向进行阐述: 组建强有力的协调组织、数据规范化和扩展、海量数据存储和计算、本体构建和语义分析、专题分析和领域建模、服务标准和服务内容以及科学社区的建设, 为我国进行生物多样性e-Science平台建设提供理论依据。     

农田生物多样性快速评价方法及应用

采用合理的评价指标和方法是实现生物多样性快速评价的前提。从农田尺度的生物多样性保护与管理的需求出发,建立农田生物多样性评价体系, 以力求客观真实反映农田生物多样性的基本特征和变化规律。评价体系包括: 农田生物多样性评价的指标及其权重、数据采集和处理、计算方法、等级划分等内容。在该评价体系研究的基础上, 以湖北省荆州市太湖农场为应用实例, 对评价结果进行了分析。表明, 此评价方法可快速确定农田生态系统的生物多样性状况和提出管理建议, 并进一步为农业生态系统服务功能和健康评价提供参考。     

化合物ADMET性质预测平台的构建

在药物研发早期阶段对化合物成药性和安全性进行评估,对于提高药物研发成功率、降低研发成本具有十分重要的意义。为了能够帮助药物研究工作者快速准确地判断候选化合物的成药性与安全性,开发了一个基于计算机方法的化合物ADMET性质预测平台。首先,通过文本挖掘的方法收集了化合物药代动力学性质和毒性(ADMET)的高质量实验数据。然后,根据原始文献复原了13个预测模型,同时采用支持向量机方法自建了15个具有较高预测能力的计算模型。最后,基于分布式架构,结合高性能计算集群优势,开发了化合物ADMET性质预测平台(http://www.vslead.com/?r=admet/index),用于预测28种重要的化合物ADMET性质。研究者可以使用这一平台快捷方便地对药物研究中比较重要的ADMET性质进行预测,在药物研发早期对候选化合物进行成药性评价和风险评估,有助于提高药物研的成功率,节省研发时间和经费的投入。     

基于WEB的关键蛋白质预测平台

关键蛋白质是指那些在蛋白质相互作用网络中承担重要作用、移除后会使蛋白质复合物功能丧失并导致生物无法存活的节点。随着蛋白质数据库的不断完善和高通量技术的发展,使得通过计算方法的关键蛋白预测得到广泛应用。针对目前软件多为桌面应用程序、用户难以迅速适应的情况,本文设计并实现了一个基于WEB的关键蛋白质预测平台EssentialProtein Finder（EP Finder）。该平台集成了DC、BC、CC、EC、LAC、SC和NC7种关键蛋白质预测算法,还提供包含SN、SP、PPV、NPV、ACC、F和折刀曲线图在内的7种评估方法。平台对蛋白质网络图、算法运行及评估结果提供了可视化展示。该平台具有良好的扩展性。     

量子化学在生物分子领域的研究进展

量子化学的方法对生物分子研究的发展提供了全新的思路和方法。本文介绍了量子化学的基本计算方法,并综述了近两年来量子化学方法在生物分子领域的研究进展。     

新型高性能超级计算机应用于我国生命科学领域SGI协助北京师范大学建立生物信息学人才摇篮

全球高性能计算、可视化和复杂数据管理领域的领先厂商 -美国SGI公司继年初成功研制功能卓越的Altix30 0 0系列服务器和超级集群之后 ,迅速将新产品Altix370 0高性能服务器应用于我国生命科学研究和人才培育的前沿 .今天 ,SGI公司联合北京师范大学 ,宣布建立“北京师范大学 -SGI生物信息学人才培养中心” ,利用SGI公司领先全球高端计算的Altix30 0 0系列服务器和超级集群系统 ,为我国生物信息领域组建人才梯队 ,以推动我国研究教育机构向世界生命科学的前沿进军 .北京师范大学校长钟秉林先生表示 :“中心的建立是北师大积极响应国家教…     

北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点

生物多样性信息学是生物多样性研究的重要内容,信息平台是生物多样性保护、生态教育和普及有效模式.目前,北京开展了大量的生物多样性资源的调查,但还缺少针对该区域系统而全面的物种资源信息化平台.针对北京地区生物多样性保护和生态教育的需要,基于2007～2009年开展的北京市高等植物种质资源全面系统的调查以及以往的研究数据,以物种多样性编目的数据库为框架,以计算机网络技术为支撑,构建北京市种质资源信息查询网络平台.该平台实现了高等植物种质资源信息的共享,用户可以准确查询到149科,61属,256种及变种的详细文字信息和图片信息,包括植物物种的分类、生态学特征、分布特点、濒危与保护状况、利用与人为干扰等.该平台的研建不仅为北京市植物物种资源的保护规划、外来物种的管理、资源利用等提供了重要信息支持,对科学研究和生态教育等也具有重要意义.     

植物DNA条形码与生物多样性数据共享平台构建

DNA条形码基于较短的DNA序列实现物种的快速、准确鉴定, 不仅加快了全球生物物种的鉴定和分类步伐, 也为生物多样性的管理、保护和可持续利用提供了新思路和研究方法。植物DNA条形码标准数据库的不断完善, 将使植物多样性信息的快速获取成为可能; 将不同类型数据资源整合、共享和利用, 构建植物DNA条形码数据共享平台, 是满足公众对物种准确鉴定和快速认知的重要支撑。本文介绍了近年来植物DNA条形码的研究进展; 植物DNA条形码参考数据库的研发现状和存在的问题。结合上述问题, 围绕“大数据”时代背景, 对如何管理和使用好海量的植物信息, 如何构建数据共享平台提出了一些设想: (1)数据共享平台的元数据应尽可能翔实、丰富、准确和多关联; (2)数据标准应统一规范; (3)查询入口方便、迅速、多样, 易于管理, 便于实现更大程度的数据共享和全球化的合作交流。     

三江平原东北部湿地生态安全格局设计

以三江平原东北部为研究区域,采用"3S"技术和数学模型,根据景观尺度上生物多样性保护规划的景观生态安全格局方法,对三江平原湿地生物多样性保护进行规划设计.利用GAP分析方法预测湿地鸟类丰富度,并评价和计算了湿地鸟类干扰度,在此基础上构建物种运动阻力模型,并利用此模型计算物种运动阻力指数,建立物种运动等阻力面,在阻力面上识别战略点、辐射道和源间联接等景观组分.为了保护本区的湿地生物多样性,提出扩大保护区的面积、建立保护区与热点之间的廊道和设立微型保护地块的规划措施.提出的湿地鸟类多样性保护的景观生态安全格局技术与方法,不但为三江平原湿地及其生物多样性的保护和管理提供科学依据,而且丰富和发展了我国生物多样性保护的理论与方法.     

Cluster Viz:集成于Cytoscape的聚类可视化插件

生物网络中的聚类分析是功能模块识别及蛋白质功能预测的重要方法,聚类结果的可视化对于快速有效地分析生物网络结构也具有重要作用。通过分析生物网络显示和分析平台Cytoscape的架构,设计了一个使用方便的聚类分析和显示插件ClusterViz。这是一个可扩展的聚类算法的集成平台,可以不断增加其中的聚类算法,并对不同算法的结果进行比较分析,目前已实现了三种典型的算法实例。该插件能够成为蛋白质相互作用网络机理研究的一个有效工具。     

中英生命科学领域的e-Science合作研究

“ｅＳｃｉｅｎｃｅ”的概念是英国人先提出来的,它是建立在新一代网络技术(Ｉｎｔｅｒｎｅｔ)和广域分布式高性能计算环境(Ｇｒｉｄ)基础上的全新科学研究模式,以互联网技术和网格计算技术为基础,实现跨越地理界限的全球大规模数据采集、Ｔ(百万兆级)级高速计算和高性能可视化,并以此为基础将互联网的应用、高性能科学计算及资源共享提高到一个全新的层次。实现ｅＳｃｉｅｎｃｅ的根本保证是网格计算技术(ＧＲＩＤ)?...