一个生物计算网格的设计与实现

ＸＩ ｏ ｒ ｎ ＡＯ Ｇｕ —ｏ ｇ， Ｌ ｈ — ａ ｇ，Ｚ ＵＯ Ｚ ｉ ｎ ｇ ＨＵ Ｗ ｅ—ｉ ＧＵ ａ ｙ ａ ｉｌ ｎ， Ｏ Ｈｕ — ｕ ｎ，Ｌ Ｕ Ｚ ｉｆｎ Ｉ ｈ— ｇ ａ
０ ｔｔ ＫｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ａａｌ ＆ Ｄｓ ｉ ｔ ｏ ｐ ｔ ｇ， ｏｔ ｅｏ ｏ ｐ ｔ Ｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ｅｓｙｏ ｅ ｎｅＴｃｎｌ ｙ ｈ ｎｓａＨｕａ ａｅ ｅ ａ ｏａｏ Ｐ ｒｌｌ Ｓ ｒ ｆ ｅ ｉｒ ｕｅ Ｃ ｍ ｕｉ Ｃ ｔｇ Ｃ ｍ ｕｅ ａｉ ａ ｒ Ｄｆ ｓ ｅｈｏｏ Ｃ ａｇｈ ｎ ｎ ｔｂ ｄ ｎ ｅ ｆ ｒ ｏ Ｕ ｈｆ ｅ ｇ
完成超大规模计算任务 ， 而生物信息学领域的诸多应用都是需
要超强计算能力的计算密 集型应 用 ， 因此 ， 为生 物应用 开发生
物网格的研究也随着 网格 技术 的 出现而 兴起 。建立得 比较早 的生物 网格有英 国的 ｍｙ ｒ （ ｔ ：／ ｗ ． ｇｉ．ｒ．ｋ ） 欧 Ｇｉ ｈｔ ／ ｗ ｗ ｍｙｒ ｏｇ ｕ／ 、 ｄ ｐ ｄ 洲 的 Ｅ ｒ—ｉ ｒ ｈｔ ： ｂ ｇ ｄ ｃ ．ｅｕ １ ｕｏＢｏ ｉ ｔ ／ ｉ ｒ ，ｉｍ ｄ ，ｐ ）和 美 国 的 Ｇ ｄ（ ｐ ／ ｏ ｉ Ｎ Ｂｏｒ （ ｔ ：／ ｗ ， ｃｉ ｒ ．ｒ） 。ｍｙ ｒ Ｃ ｉ ｉ ｈｔ ／ ｗ ｗ ｎｂｏ ／ ｏｇ 等 ｇｄ ｐ ｇｄ Ｇｉ 一组 为生 ｄ是
在应用层采用工作流机制 ； 核心服务层 实现实验过程数据和 在

生物信 息学应 用程序 Ｐ ｒｐ部署到该原型 中。 ｈａ
１ 总体 设计
生 物信 息学 应用分为 计算密集 型 、 数据 密集 型、 知识 密集 型 、 同工作 和可视 化 五类 ｊ 协 。我 们 的工 作主 要是 解决 计算 密集 型应 用问题 ， 为此确定 了本系统 必须 满足 以下需求 ： ①计 算方 面。能 够集成各种不 同的计算 资源 ， 作业执行对作业提交 者 透明 ， 对于长 作业 能提供 作业状 态保存 功能 ， 能根 据生物 软
业调度等， 对序列拼接应用Ｐ ｒ 在该网格环境下的运行情况进行了讨论。 ｈａ ｐ 关键词 ：生物计算网格 ； 序列拼接 ； 系结构 体
中图法分 类号 ：Ｔ ３６８ Ｐ １． 文 献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１０ —６５ ２０ ） １０２ —４ ０ １３９ （０６ １－２ ６０
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｉ ｌｍｅ ｔｔ ｎ ｏ ｏ ｕ ｉｇ Ｂ ｏ ｒ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａｉ ｆＣ ｍｐ ｔ ｉｇ ｉ ｏ ｎ ｄ
维普资讯
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２ ６・ ２
计算机应用研究
２０ ０６矩
一
个 生物 计 算 网格 的 设计 与 实现
肖国荣 ，骆志 刚 ，朱伟林 ，郭华 源 ，刘志芳
（ 国防科技 大学 计算机学院 并行与分布处理国家重点实验室， 湖南 长沙 ４０７ ） １０３
摘 要 ：提 出一种基 于 Ｏ Ｓ Ｇ Ａ的 生物计 算 网格体 系结 构 ， 分析研 究 了生 物应 用标 准化 、 资源描 述 、 业描 述 和作 作
４ ０ ７ ，Ｃ ｉａ １０ ３ ｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｓｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｗｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ａ ｃ ｍｐ ｔ ｇ ｂ ｏ ｒ ｒｈ ｔ ｃｕ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｐ ｓ ｏ ｕ ｉ ｉｇ ｉ ａ ｃ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｎ ＯＧＳ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｓａ ｄ ｒ ｉａｉ ｎ ｏ ｎ ｄ ｅ Ａ ｎ ｎ ｌｚ ｈ ｔｎ ａ ｄ ｚ ｔ ｆ ｏ
我们结合生 物应 用 的具 体情 况 ， 出了一 个 采用 Ｇ ３ ２ 提 Ｔ ． 作为网格 中间件 的生 物计算 网格体 系结构 。根据 生物应用 软
件的特点 ， 确定 了相应 的集成 方案 ， 实现 了一个 网格原型 ， 并将
物学家 和生物信息学 家特 别设 计开发的 ， 用来支持 Ｉ ｉｅ ｎＳｉｏ实 ｌ 验 的网格 中间件 （ｎＳｌ ｏ Ｉ ｉｃ 实验 是一种使 用基于计 算机 的信 ｉ 息存储 和计算分析能 力来测试 假 设、 推断 概要 、 搜索 模式或论 证 已知事实 的过程 ） 它是 较早 支持 Ｏ Ｓ ， Ｇ Ａ规范 的生 物网格项 目， 由应用层 、 心服 务层 和服务 通信层组 成。其 主要特点 是 核
ａｓ ｑ ｅ ｃ ｓ ｅ ｌ ａ ｐ ｉａ ｉｎ，ｒ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅ ｇ ｉ ｎ ｉ ｎ ｎ ｓｉ ｅ ｅ ｄ ｅ ｕ ｎ ｅ ａｓ ｍｂ ｙ ｐ ｌ ｔ ｃ ｏ ｕ ｎｎ ｎ ｔ ｒ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔ ｎ ｔ ｎ ， ｈ ｄ ｏ ｈ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｃｏ ｕ ｉ ｇ Ｂ ｏ ｆ ；Ｓ ｑ ｅ ｃ ｓ ｍｂｙ ｍｐ ｔｎ ｉ ｇ ｄ ｅ ｕ ｎ ｅ Ａｓ ｅ ｌ ；Ａ ｃ ｉ ｃｕ ｅ ｉ ｒｈｔ ｔｒ ｅ
ｂ ｉ ｏ ｔ ｓａ ｐｉ ｔ ｎ ｔｅ ｅｃｉｔ ｎｏ ｒｓｕｃ ， ｅ ｅｃｉｔ ｎａ ｄｓｈ ｄ ｌｒ ｂｅ ． ｉ ｕｓ ｈ ａ ｅ ｈ ａ ， ｉ ｎ ｒ ｉ ｐ ｌ ａ ｏ ， ｓｒ ｉ ｏ ｒｅ ｔ ｓｒ ｉ ｎ ｅ ｕｅ ｏ ｊ ｔ Ｗｅ ｓ ｓ ｔｅ ｓ Ｐ ｒｐ ｏ ｆ ｍａ ｃ ｃｉ ｈ ｄ ｐｏ ｆ ｅ ｈ ｄ ｐｏ ｃ ｏ ｃ ｆ ｄｃ ｃ ｏ ｆ
网格计算的 目标之一是 利用分 布在互 联 网上 的计算 资源
资源 ， 采用 Ｇ ２ ４和 Ａ ａｉ 据网格 等网格 软件搭建的生物 网 Ｔ． ｖｋ 数 格， 其最 初采用 的生物应 用是 Ｎ Ｂ Ｌ Ｓ （ ｔ ：／ ｗ ． ｃｉ Ｃ ＩＢ Ａ Ｔ ｈｔ ／ ｗ ｗ ｎｂ． ｐ ｎ ｎ ．０ Ｂ Ａ Ｔ ） ｌ ｉ ｇｖ／ Ｌ Ｓ ／ 。作为中国教育 网格 的子项 目， 国对 ｍ， ｈ 我 生物网格也开始 了初 步的研究。