基因變異模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和醫(yī)療措施的發(fā)展,越來越多的醫(yī)學(xué)工作者開始根據(jù)病人自身的基因突變特性,研究與病人的生物特性更加配套的藥物,以爭(zhēng)取替代一些對(duì)特殊疾病效果不甚明顯的通用藥物。這個(gè)研究過程就需要大量的、不同格式的基因變異數(shù)據(jù)支撐,而這些數(shù)據(jù)則需要計(jì)算機(jī)軟件模擬生成。
　　本論文所論述的是基因變異模擬器的軟件實(shí)現(xiàn),是對(duì)基因變異過程的計(jì)算機(jī)化和軟件模擬。根據(jù)醫(yī)學(xué)研究者的要求,基因變異模擬器將給定的一組原始的基因序列,進(jìn)行不同類型、不同位置和不同

2、操作的基因變異,并產(chǎn)生模擬不同測(cè)序格式的數(shù)據(jù),為用戶產(chǎn)生一組符合預(yù)期的染色體基因序列和變異過程描述信息,為其他負(fù)責(zé)研究分析具體基因變異與疾病關(guān)系的項(xiàng)目提供生成有效的基因變異數(shù)據(jù)。
　　本文根據(jù)醫(yī)學(xué)的公式和概念,使用UNIX下標(biāo)準(zhǔn)C語言,以Linux為開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境,以染色體中的堿基對(duì)作為操作單元,以生物學(xué)里記錄染色體的測(cè)序格式的文件作為輸入,對(duì)各種生物學(xué)相關(guān)的文件進(jìn)行解析,并對(duì)其記錄的染色體信息進(jìn)行基因變異操作,共分為完全利用醫(yī)學(xué)

3、概率公式進(jìn)行自行變異的自動(dòng)變異和根據(jù)用戶配置信息進(jìn)行確定位置、類型和方式的手動(dòng)變異。整個(gè)變異過程將對(duì)輸入的染色體堿基對(duì)進(jìn)行單核苷酸多態(tài)性替換變異、重復(fù)信息替換變異、插入變異和缺失變異等幾種典型的基因變異操作,并在確定了變異信息之后,模擬不同的測(cè)序儀器數(shù)據(jù)格式,將染色體切分處理成不同長(zhǎng)度的基因片段并提取出來,并根據(jù)這個(gè)切分提取結(jié)果和變異信息生成最終符合醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)格式的基因變異片段文件。整個(gè)過程通過對(duì)染色體信息建立軟件模型,采用軟件工程的思想

4、,通過需求分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)和全面測(cè)試的過程,對(duì)基因變異模擬器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。模擬器對(duì)整個(gè)操作過程使用了線程池技術(shù)對(duì)計(jì)算過程進(jìn)行并行化,并對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過程建立管道操作和共享內(nèi)存的結(jié)構(gòu),使其在數(shù)據(jù)量較大的情況下可以盡快得出計(jì)算結(jié)果。
　　通過本論文的研究和項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測(cè)試,基因變異模擬器最終能夠針對(duì)不同類型的生物學(xué)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行解析操作,將輸入的原始染色體進(jìn)行各種類型的基因變異,并產(chǎn)生相應(yīng)的變異過程與結(jié)果的信息描述,實(shí)現(xiàn)了