群体选择方法的并行设计与实现

发布时间：2017-12-11 05:04

  本文关键词：群体选择方法的并行设计与实现

  更多相关文章： 群体选择 中性理论 连锁不平衡 单倍型频率 并行计算

【摘要】：伴随着中性理论、群体遗传学以及DNA测序技术不断发展,结合DNA分子数据分析方法的建立和完善,使得群体选择、群体遗传多样性和群体遗传结构方面的研究得到了更加广泛关注。本文在理论研究的基础上,进一步探讨了群体选择方法的并行过程,以便于提高运算效率。本文从群体遗传多样性方法的原理出发,对中性进化方法、连锁不平衡和单倍型块进行了深入的研究。在实际应用方面,为了提高种群选择方法的运行效率,采用OpenMP并行技术实现了群体选择方法的并行计算:中性理论Tajima’sD算法的并行计算、连锁不平衡的并行计算和基于EM算法推断单倍型频率的并行计算。通过对算法的仔细研究,对程序的并行粒度划分、负载平衡安排、调度策略实施和线程设置等进行系统分析与并行优化,从而提高程序的加速比和CPU运行效率。群体选择方法的计算是以DNA分子序列为基础,Tajima’sD方法采用并行技术对单核苷酸多态性位点上基因型频率进行运算,得到中性进化结果。对于连锁不平衡过程,主要研究了不同位点间基因型序列比对的并行计算,利用基因位点的遗传距离特性,设定滑动窗口得到连锁不平衡程度。单倍型块的计算依赖于连锁不平衡的结果,主要研究了基于EM算法估计单倍型频率的并行计算。本文对三种方法的串、并行算法进行了对比分析,实验表明基于OpenMP技术的并行算法提高了群体选择方法的运算效率,该方法对后续群体遗传工作的高效研究具有重要意义。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q347;TP338.6

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本文编号：1277238