Разработки СО РАН - каталоги программ и БД

Назначение - выполнение молекулярной динамики на процессорах IBM Cell
Область применения - молекулярное моделирование
Используемый алгоритм - молекулярная динамика, параллельные технологии
Функциональные возможности - Программный комплекс MOLKERN [1] предназначен для моделирования структуры и динамики биомакромолекул. Алгоритмы, лежащие в его основе, имеют вычислиотельную сложность не выше N*log N. Программируемая локальная память процессора IBM Cell, а также высокоэффективная внутрипроцессорная шина данных позволили представляемой в заявке параллельной реализации [2] комплекса достичь ускорения  расчётов ван-дер-ваальсовых межатомных взаимодействий, превышающее 3,5 раза на каждое ядро SPE в сравнении с одним ядром процессора AMD Athlon X2 5000+.
Инструментальные средства создания - язык C++, IBM SDK for Multicore acceleration for Linux
Библиотеки - Boost, FFTW, Pthreads, LibSPE2 (IBM SDK for Multicore acceleration for Linux), IBM MASS

1. Фомин Э. C., Алемасов Н. А.,Чирцов А. С., Фомин А. Э. Библиотека программных компонент MOLKERN для построения программ молекулярного моделирования // Биофизика. 2006. Т. 51, Вып. 7. С. 110–113.
2. Алемасов Н.А., Фомин Э.С. Эффективная реализация алгоритма расчёта ближних невалентных взаимодействий на процессоре PowerXCell 8i // Вычислительные технологии. 2010. Т. 15, № 6. С. 3-18.

Компьютерная система разработана в рамках проекта, поддержанного Российским фондом фундаментальных исследований (код проекта 09-04-01641).

Cистема доступна по адресу: http://pixie.bionet.nsc.ru/samem/

Назначение - Компьютерная система предназначена для анализа режимов эволюции генов и белков.

Область применения - Исследования в области молекулярной эволюции биологических систем. Образование, курс по теории молекулярной эволюции.

Используемый алгоритм -
Анализ режимов эволюции производится на основе:

• расчета отношения частот фиксации радикальных аминокислотных замен к консервативным [1]
• метода анализа скоростей различных типов замен аминокислот в эволюции белков [2] 
• статистического соотнесения изменения свойств аминокислот с фенотипическими признаками организмов [3].

В анализе используется Марковское моделирование эволюции генов и белков пакетом INDELible [4].

1. Smith Nick GC. Are radical and conservative substitution rates useful statistics in molecular evolution? // J. Mol. Evol. 2003. Vol. 57, № 4. P. 467-478.
2. Gunbin KV, Suslov VV, Turnaev II, Afonnikov DA, Kolchanov NA. Molecular evolution of cyclin proteins in animals and fungi. BMC Evol Biol. 2011. Vol. 11, P. 224.
3. Paradis E. (Ed). Analysis of Phylogenetics and Evolution with R // New York: Springer Science+Business Media, 2006. P. 133-183.
4. Fletcher W, Yang Z. INDELible: a flexible simulator of biological sequence evolution // Mol Biol Evol. 2009. Vol. 26, № 8. P. 1879-1888.

Функциональные возможности - Система состоит из двух основных конвейеров (анализ эволюции генов и анализ эволюции белков) и двух дополнительных, собирающих выборки генов и белков и производящих их первичный анализ, построение матриц BLOSUM.
Основные конвейеры позволяют провести основные этапы обработки данных, комбинируя различные методы множественного выравнивания, построения филогенетического дерева и реконструкции предковых последовательностей.

Инструментальные средства создания - Язык программирования Perl, дополнительно используется язык программирования JavaScript.

Назначение - Программа предназначена для демонстрации вероятностного закона, раскрывающего структуру поведения траекторий винеровского процесса
Область применения - Образование. Курс по теории случайных процессов. Изучение свойств стандартного винеровского процесса.
Используемый алгоритм - Используемый в программе алгоритм разработан на основе определения стандартного винеровского процесса [1], с использованием метода Монте-Карло [2] и теоремы А.Я. Хинчина  [1].
1. А.В.Булинский, А.Н. Ширяев. Теория случайных процессов. М.: Физматлит, 2003.
2. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Статистическое моделирование. М., Наука, 1982.
Функциональные возможности - Программа позволяет моделировать траектории винеровского процесса и  геометрию кривой, внутри которой (начиная с некоторого момента времени t(eps)) лежат почти все траектории с вероятностью 1, а также кривой, за которую траектории с вероятностью 1 выскакивают бесконечно часто (начиная с некоторого момента времени t(eps)).
В качестве входных параметров задаются: длина временного интервала, шаг сетки,  eps>0.
Инструментальные средства создания - Язык программирования Фортран