[發明專利]基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對方法及系統

有效

• 申請號: 202010213357.3
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111443947B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 劉衛國;張金瀟;殷澤坤;劉美洋;張雯
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F9/38;G16B30/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對方法，其特征是，包括：

讀入數據：讀入基因測序儀測得的基因測序數據，根據基因測序的數據格式，對其中的堿基數據進行序列比對計算處理；

其中，序列比對計算處理步驟為：根據處理器計算性能，自適應的調整讀入的數據塊大小，利用處理器的向量處理單元，采用指令集對計算過程進行固定寬度的向量化并行；

基于內存池策略利用預分配策略和輕量級的內存分配策略對讀入的數據塊進行存儲，通過指針操作，模擬分配內存的過程，并通過對索引數據的壓縮，將壓縮后的數據存儲在內存中，通過壓縮減少對內存的使用；

根據處理器計算性能，將第一次讀取的數據取一個較小的數據塊，通過信號量標記讀取的數據是否完成計算，在數據進行計算時讀取下一塊數據，計算完畢修改信號量結束當前讀取，進行計算，使用動態方法確定可變塊數據大小完成數據讀取與計算的掩蓋。

2.如權利要求1所述的基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對方法，其特征是，在使用內存之前，先申請分配一定數量的內存塊備用，通過指針操作，模擬分配內存的過程，當程序有新的內存使用需求時，就從內存池中分出一部分內存塊，若內存塊不夠再繼續申請新的內存，對于每個線程，初始化一個內存池，線程內頻繁調用的計算部分，使用內存池分配內存，提高內存分配效率。

3.如權利要求1所述的基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對方法，其特征是，進行傳參時，將本批次實際進行計算的target個數傳入計算方法，并據此設置掩碼，初始化向量后，最后將結果返回時，按照掩碼來存儲信息，返回實際應該進行了計算的得分值。

4.基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對系統，其特征是，包括處理器，所述處理器被配置為：

讀入數據：讀入基因測序儀測得的基因測序數據，根據基因測序的數據格式，對其中的堿基數據進行序列比對計算處理；

其中，序列比對計算處理步驟為：根據處理器計算性能，自適應的調整讀入的數據塊大小，利用處理器的向量處理單元，采用指令集對計算過程進行固定寬度的向量化并行；

基于內存池策略利用預分配策略和輕量級的內存分配策略對讀入的數據塊進行存儲，通過指針操作，模擬分配內存的過程，并通過對索引數據的壓縮，將壓縮后的數據存儲在內存中，通過壓縮減少對內存的使用；

根據處理器計算性能，將第一次讀取的數據取一個較小的數據塊，通過信號量標記讀取的數據是否完成計算，在數據進行計算時讀取下一塊數據，計算完畢修改信號量結束當前讀取，進行計算，使用動態方法確定可變塊數據大小完成數據讀取與計算的掩蓋。

5.如權利要求4所述的基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對系統，其特征是，首先根據平臺計算能力，將第一次讀取的數據取一個較小的數據塊，通過信號量標記讀取的數據是否完成計算，在數據進行計算時讀取下一塊數據，計算完畢修改信號量結束當前讀取，進行計算，使用動態方法確定可變塊數據大小完成數據讀取與計算的掩蓋。

6.如權利要求4所述的基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對系統，其特征是，在真正使用內存之前，先申請分配一定數量的內存塊備用，通過指針操作，模擬分配內存的過程，當程序有新的內存使用需求時，就從內存池中分出一部分內存塊，若內存塊不夠再繼續申請新的內存，對于每個線程，初始化一個內存池，線程內頻繁調用的計算部分，使用內存池分配內存，提高內存分配效率。

7.如權利要求4所述的基于眾核平臺上面向二代測序數據的序列比對系統，其特征是，進行傳參時，將本批次實際進行計算的target個數傳入計算方法，并據此設置掩碼，初始化向量后，最后將結果返回時，按照掩碼來存儲信息，返回實際應該進行計算的得分值。