ترجمه مقاله بهینه سازی گردش کار عملکرد و کیفیت سرویس برای کاربرد بیوانفورماتیک – نشریه الزویر

عنوان فارسی: | بهینه سازی گردش کار عملکرد و کیفیت سرویس برای کاربرد بیوانفورماتیک در محاسبات با عملکرد بالا |
عنوان انگلیسی: | Workflow optimization of performance and quality of service for bioinformatics application in high performance computing |
تعداد صفحات مقاله انگلیسی : 8 | تعداد صفحات ترجمه فارسی : 18 |
سال انتشار : 2016 | نشریه : الزویر - Elsevier |
فرمت مقاله انگلیسی : PDF | فرمت ترجمه مقاله : ورد تایپ شده |
کد محصول : 5904 | رفرنس : دارد |
محتوای فایل : zip | حجم فایل : 2.40Mb |
رشته های مرتبط با این مقاله: زیست شناسی |
گرایش های مرتبط با این مقاله: بیوانفورماتیک، ژنتیک و علوم سلولی و مولکولی |
مجله: مجله علوم محاسباتی - Journal of Computational Science |
دانشگاه: بخش تحقیقات بیومدیکال انفورماتیک، مرکز تحقیقات پزشکی سیدرا، قطر |
کلمات کلیدی: محاسبات با کارایی بالا، الگوریتم BWA-MEM کیفیت خدمات، تعیین توالی نسل بعدی، مقیاس پذیری، عملکرد نرم افزار و موازی، بهره وری |
وضعیت ترجمه عناوین تصاویر و جداول: ترجمه شده است |
وضعیت ترجمه متون داخل تصاویر و جداول: ترجمه نشده است |
1. محاسبات با کارایی بالا برای بیوانفورماتیک ها
2. بررسی مقالات
3. بهینه سازی گردش کار برای برنامه های کاربردی بیوانفورماتیک
نشان گذاری و مفروضات
4. متدلوژی
5. نتایج و بحث
اعتبار سنجی نتایج
6. کار آینده
7. نتیجه گیری
Abstract
Nowadays, High Performance Computing (HPC) systems commonly used in bioinformatics, such as genome sequencing, incorporate multi-processor architectures. Typically, most bioinformatics applications are multi-threaded and dominated by memory-intensive operations, which are not designed to take full advantage of these HPC capabilities. Therefore, the application end-user is responsible for optimizing the application performance and improving scalability with various performance engineering concepts. Additionally, most of the HPC systems are operated in a multi-user (or multi-job) environment; thus, Quality of Service (QoS) methods are essential for balancing between application performance, scalability and system utilization. We propose a QoS workflow that optimizes the balancing ratio between parallel efficiency and system utilization. Accordingly, our proposed optimization workflow will advise the end user of a selection criteria to apply toward resources and options for a given application and HPC system architecture. For example, the BWA-MEM algorithm is a popular and modern algorithm for aligning human genome sequences. We conducted various case studies on BWA-MEM using our optimization workflow, and as a result compared to a state-of-the-art baseline, the application performance is improved up to 67%, scalability extended up to 200%, parallel efficiency improved up to 39% and overall system utilization increased up to 38%.
امروزه ، سیستم های محاسباتی با کارایی بالا (HPC) بطور متداول در بیوانفورماتیک ها، مانند توالی ژنوم ، ترکیب ساختار چند پردازنده استفاده می شوند. بطور نمونه، اکثر کاربردهای بیوانفورماتیک چند رشته ای(نخی) هستند و تحت تسلط عملیات حافظه فشرده قرار می گیرند، که برای بهره برداری کامل استفاده از این قابلیت های HPC طراحی نشده اند. بنابراین، کاربر نهایی کاربردی ، مسئول بهینه کردن عملکرد کاربردی و بهبود مقیاس پذیری با مفاهیم مهندسی عملکردی گوناگون است. به علاوه ، بسیاری از سیستم های HPC در محیط های چند کاربره عمل می کنند (یا چند کاره) ؛ بنابراین، روش های کیفیت سرویس (QoS) برای ایجاد تعادل بین عملکرد برنامه کاربردی، مقیاس پذیری و بهره وری سیستم ضروری است. ما یک گردش کار QoS را پیشنهاد می کنیم که نسبت تعادل بین بازده (کارایی) موازی و بهره وری سیستم را بهینه سازی می کند. بر این اساس، گردش کار بهینه سازی پیشنهادی ما، کاربران نهایی را به یک معیار انتخابی در جهت بکار گیری منابع و گزینه ها برای یک برنامه کاربردی معین و ساختار سیستم HPC توصیه خواهد کرد. به عنوان مثال، الگوریتم BWA-MEM یک الگوریتم رایج و مدرن برای تنظیم توالی ژنوم انسانی است. ما مطالعات گوناگونی در مورد BWA-MEM با استفاده از گردش کار بهینه مان انجام دادیم، و نتیجه گرفتیم که در مقایسه با حالت پایه ی صنعتی ، عملکردهای برنامه کاربردی تا 67٪، بهبود یافته است و مقیاس پذیری تا 200٪ افزایش یافته است ، بازده موازی تا 39٪ بهبود یافته است و بهره وری کلی سیستم تا 38 درصد افزایش یافته است.