云计算-基于GPU高性能计算的下一代高通量DNA序列比对.pdf
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2022-06-30
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第一章绪论
１．１引言
第一章绪论
当前，由于生物学研究中ＤＮＡ测序技术的革命性突破，使得高通量测序技
术的应用越来越广泛。下一代测序技术的最大特点就是高通量。所谓的测序通量
是指在一定时间内获得的数据输出量，更高的测序通量能够在一定程度上降低测
序成本、提高科研工作的效率。下一代的测序技术与第一代Ｓａｎｇｅｒ测序法相比，
在测序原理上并没有本质的飞跃，其之所以能大大降低时间和费用的关键，就在
于采用了高通量测序技术，使测序通量大大提高，从毛细管测序法一次读取９６
条序列到目前的一次读取几百万条序列的实现，不得不说是对第一代测序技术的
一次革命性变更。高通量测序技术在提供更加丰富的序列信息同时，也产生了前
所未有的爆炸式的数据量。由此，生物学上的技术变革，也势必对信息学上的处
理技术提出新的要求。其中一个富有挑战性的问题就是如何高效处理伴随高通量
测序技术而产生的海量序列数据。
１．２本文的研究目的、意义及主要内容
本文以高效处理下一代高通量ＤＮＡ序列的比对问题为目的，主要针对以
下两个问题进行了研究与探索：
第一、ＧＰＵ高性能计算是否能应用于序列比对中。对于现有的序列比对方法，
要如何重构原有的处理流程，使其适用于ＧＰＵ计算。
第二、对于当前存在的各种不同比对方法，若用于ＧＰＵ计算，是否有一种
相对统一的方式进行重构，使用及发布。
这两个目标的实现对于高效处理高通量序列的比对问题，无论在理论上还是
工程应用上都有着积极的意义。
本论文的主要内容简要介绍如下：
第～章为绪论部分，介绍课题的研究背景、目的和意义，并对论文的基本内
容做整体介绍。
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