Improving parallel performance of simulation of DNA electrophoresis
Paralel DNA elektroforezi simülasyonunun performansının geliştirilmesi
- Tez No: 780881
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FAHREDDİN ŞÜKRÜ TORUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
DNA elektroforezi farklı boyutlardaki DNA parçalarının ayrıştırılması için moleküler genetik alanında kullanılan bir yöntemdir. Biz bu çalışmamızda DNA elektroforez simülasyonu için önerilen kafes modelinin çözümünü hızlandırmak için yeni bir yaklaşım öneriyoruz. Bu yeni yaklaşımda BLR (Block Low-Rank) tekniğini kullanarak paralel hibrit bir çözücünün paralel performansını iyileştirdik. BLR lineer sistemlerin paralel çözümünde kullanılan paket MUMPS (Multifrontal Massively Parallel Solver)'a yeni eklenmiş bir tekniktir. BLR tekniği katsayı matrisinin köşegen dışında bulunan düşük sayısal değere sahip bölümleri için yaklaşık çözümler önererek hem gerekli bellek miktarını hem de çarpanlara ayırma süresini azaltmayı hedeflemektedir. Fakat bu sırada çözümün doğruluğundan taviz verir. Paralel hibrit çözücü olarak lineer sistemlerde matrisi bloklara bölerek ve bölünen blokları farklı işlemcilere çözdürerek çalışan block Cimmino algoritması kullandık. Yaptığımız deneylerde BLR tekniğinin kullanılmasıyla, hem paralel işlemcilerde daha az bellek miktarına ihtiyaç duyulması, hem de matrisin çarpanlarına ayırma sürelerinin önemli oranlarda azaltılması sağlanmıştır. Çözümün doğruluğundaki tavizler belli bir BLR eşik değerine kadar sistemin yakınsamasında bir probleme yol açmamıştır. Dört farklı simülasyon katsayı matrisi üzerinde yaptığımız deneyler, BLR tekniğinin ihtiyaç duyulan bellek kullanımını yüzde 40 ve toplam paralel zamanı yüzde 25 oranında iyileştirdiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
DNA electrophoresis is a method which is to separate DNA fragments of different sizes in the field of molecular genetics and genetic engineering. We propose a new approach to speed up the solution of the proposed lattice model for DNA electrophoresis simulation. With this new approach, we improved the parallel performance of a parallel hybrid solver by using BLR (Block Low Rank) technique. BLR is a recently added technique to MUMPS (Multifrontal Massively Parallel Solver) that is a package to solve sparse linear systems in parallel. As a parallel hybrid solver, we have used an implementation of block Cimmino algorithm where MUMPS solver is used in blocks. BLR technique suggests approximate solutions for the parts of the coefficient matrix with low numerical values located outside the diagonal. However, it compromises the accuracy of the solution. In the experimental results, we observed reduced memory usage in parallel processors and shorter factorization time with the usage of the BLR technique. As a parallel hybrid solver, we used the block Cimmino algorithm based on solving a linear system by dividing the matrix into blocks and solving these divided blocks on the different processors. Compromises in the accuracy of the solution do not lead to any convergence problem up to a certain BLR threshold value. Our examinations with four different simulation coefficient matrices have shown that enabling the BLR feature reduces 40 percentage memory usage and 25 percentage parallel times.
Benzer Tezler
- Isıl toplayıcı-depolayıcı duvarlı pasif sistemlerde sınır tabaka akışının sayısal incelenmesi
Başlık çevirisi yok
RÜYA CARAN
- Modelling and simulation of a series parallel hybrid electrical vehicle
Seri paralel hibrit elektrikli aracın modellenmesi ve simülasyonu
CAN GÖKÇE
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
İstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Hibrid güç üretim sisteminin modellenmesi, analizi ve neuro-fuzzy kontrolör kullanılarak sistem performansının iyileştirilmesi
Modeling, analyzing and improving the performance of a hybrid power production system using neuro-fuzzy controller
YÜKSEL OĞUZ
- Design and performance evaluation of a banyan network based interconnection structure for ATM switches
ATM Anahtarları için banyan ağı temelli bir ara bağlantı yapısının tasarlanması ve başarımının değerlendirilmesi
SEMA F. OKTUĞ
- Investigate the effect of operating pressure variation on the PEM fuel cell performance
Çalışma basıncı değişiminin PEM yakıt hücre performansı üzerindeki etkisinin araştırılması
SARAH SUHAIL ALHUSAINI
