泉州师范学院 - 提交材料 - 译文 - application programming interface

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1、BEAGLE：应用程序编程接口和高性能计算图书馆统计系统发育1.DanielL.Ayres1,*, 2.AaronDarling2, 3.DerrickJ.Zwickl3, 4.PeterBeerli4,5.MarkT.Holder3, 6.PaulO.Lewis5, 7.JohnP.Huelsenbeck6, 8.FredrikRonquist7,9.DavidL.Swofford8, 10.MichaelP.Cummings1, 11.AndrewRambaut9,10 and12.MarcA.Suchard11,12,13+ 作

2、者背景1. 1生物信息学和计算生物学中心，马里兰大学学院公园，MD20742，2. 2基因组南方研究中心，美国加州大学戴维斯分校，CA95616，3. 3生态学与演化生物学系，堪萨斯大学劳伦斯，堪萨斯州66045，美国4. 4部科学计算，佛罗里达州立大学，塔拉哈西，佛罗里达州32306，美国5. 5系生态学与演化生物学，康涅狄格大学，斯托尔斯，CT06269，美国6. 6综合生物学系，加州大学伯克利分校，CA 94720，7. 7 11418瑞典斯德哥尔摩，瑞典自然历史博物馆，8. 8进化基因组学，基因组科学与政策研究所，杜克大学，达

3、勒姆，NC27708，中心9. 9，英国爱丁堡大学进化生物学研究所，英国爱丁堡EH93JT，电子邮件： a.rambauted.ac.uk10. 10 Fogarty国际中心，国立卫生研究院，美国马里兰州贝塞斯达20892，11. 11生物数学部12. 12生物统计部1. 13人类遗传学部，美国加州大学洛杉矶分校，CA90095，美国;电子邮件： msuchard@ucla.edu1.↵ *通讯被发送到生物信息学和计算生物学中心，马里兰大学学院公园，MD20742，美国; 电子邮件 ：ayres@umiacs.umd.edu。·收稿，

4、2011年7月14日 。·修订收到，2011年9月6日 。·接受，2011年9月26日 。下一节摘要系统发育的推论是我们了解生命的起源和演化的大多数方面的基础，近年来，一直存在着浓度的统计方法，如贝叶斯推理和最大似然估计的兴趣。 然而，对于大型数据集和演变的现实的或有趣的模型，这些方法仍然需要大量计算的 。 高通量测序可以产生成千上万类群的数据，但扩展到使用串行计算等问题，往往需要使用非统计的或近似的方法。 最近出现的图形处理单元（GPU）的提供了一个机会，利用其出色的浮点计算性能，加快统计系统发育推断 。 进化计算的一个专业图书馆将

5、允许现有的软件包，以更有效地利用可用的计算机硬件，包括图形处理器。 也更容易通过一个共同的库等新兴的计算架构，如现场可编程门阵列，在未来使用。 我们现在比格犬，应用程序编程接口（API）库和高性能的统计进化推断 。 API提供了一个统一的接口用于执行各种计算的硬件平台上的进化的可能性计算 。 该库包括了一套高效的实现，目前可以利用的硬件，包括GPU的NVIDIACUDA技术，中央处理单元（CPU）使用SIMD流指令扩展和相关处理器的补充指令集，并通过OpenMP的多核处理器。 为了表现出一个共同的API优势，我们有几个流行的进化软件包

6、纳入库中。 比格尔库是小GPL授权下，从现有的 http://beagle-lib.googlecode.com 的免费的开源软件。 一个例子客户端程序是作为公共领域的软件。关键词·贝叶斯系统发育·GPU·最大似然·并行计算大多数现代统计系统发育推断方法涉及计算类群的系统进化模型往往一棵树，连续时间马尔可夫链字符状态演化模型设置观察到的字符数据 的概率。Felsenstein （1981）展示了一个高效的算法来计算这种可能性，这是通常被称为模型的可能性 。他的算法递归计算通过简单的总结和产品的部分似然。 这些局部似然跟踪从内部节点在特

7、定的状态，内部节点条件下了观测数据的概率 。 一个库，实现了由Felsenstein的算法所需的计算是有吸引力，因为此过程中占多数的计算时间，在最可能基于进化操作 。 此外，该算法进行并行化提供了机遇 。在典型的进化模式，可能性计算操作都假定在几个层次上的独立性 。 这些独立性提供了机会来执行并行操作。 例如，模型通常假设在序列比对站点的不断发展，独立，这样一方面可以计算的可能性分别为每个站点。 网站似然的产品产量为对齐的可能性。 模型中，包括有限的混合物之间的现场通过率的变化，它通常可以计算并行每个率类别的条件似然。 并行的其他几个

8、机会存在于更精细的规模 。我们已经开发出的软件库BEAGLE：广阔的平台进化分析一般的可能性评估。 BEAGLE提供了一个统一的界面，计算各种不同的进化模式下进化似然 。 库实现了重要的新兴计算机硬件技术，包括图形处理单