基于OpenCL平臺的DNA序列并行比對算法的研究.pdf

1、信息時代已經來臨，當前計算機環(huán)境更加復雜多樣，所以我們需要將計算機的硬件潛能（如CPU、GPU、PSP）更充分地發(fā)揮出來。在計算科學中，存在的異構體系就恰好可以成為我們計算、分析各項研究任務的最優(yōu)選擇方式。傳統(tǒng)的C或C++的編譯目標一般都是CPU;NVIDIA的CUDA也只能針對NVIDIA的GPU而非CPU。搭建OpenCL平臺就可以在混合架構的設備(hybrid device)上，調用GPU實現(xiàn)在異構環(huán)境下的并行加速算法。當前，并行

2、比對算法也被應用在生物信息學領域，DNA序列比對是生物信息學最基本的研究內容，基于OpenCL平臺的并行加速算法將會為DNA序列比對提供新的研究途徑。因此，本文結合OpenCL的并行特點，重點對DNA序列比對算法進行相關研究。主要研究成果有:
　　首先，本文介紹了OpenCL基礎以及DNA序列比對的相關知識，分析了OpenCL在異構體系上的作用，闡述了在生物信息學研究中DNA序列比對的現(xiàn)實意義，并對DNA序列比對方法在國內外的發(fā)展

3、狀況作出研究和總結。
　　其次，本文研究了基于動態(tài)規(guī)劃的DNA序列比對算法，闡述了雙序列比對的數(shù)學理論和計數(shù)規(guī)則，在JAVA虛擬機上模擬基于動態(tài)規(guī)劃算法的Needleman-Wunsch算法和Smith-Waterman算法的串行設計，引入“雙罰分”機制，實現(xiàn)了基于Smith-Waterman算法的異構并行設計，并面向OpenCL平臺實現(xiàn)了DNA序列并行異構比對算法，通過實驗數(shù)據(jù)給出了使用并行算法前后的比對圖。
　　最后，本