How message passing interface (MPI) accelerates a coalescent-based whole genome simulator

• Autorzy: Cyran K. A. , Myszor D.

Warianty tytułu

PL

Jak interfejs przekazywania komunikatów MPI przyspiesza symulator całego genomu oparty na koalescencji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Computer simulations are one of the pillars of contemporary science. In the current paper we present next type of improvements introduced into GENOME: A rapid coalescent-based whole genome simulator. The modifications are based on parallelization of processes with the use of MPI technology. The influence of introduced modification, has been tested on Ziemowit HPC cluster which is installed in Silesian Biofarma. Results point out that process of outcomes generation can be reduced significantly if proposed modifications are applied.

PL

Symulacje komputerowe uważane są za jeden z filarów współczesnej nauki. W artykule opisano kolejny rodzaj optymalizacji programu GENOME: A rapid coalescent-based whole genome simulator, mającej na celu skrócenie czasu oczekiwania na wyniki. Modyfikacje bazują na zrównoleglaniu wykonywania procesów z wykorzystaniem technologii MPI oraz klastrów HPC. W celu przetestowania uzyskanego rozwiązania wykorzystano klaster HPC Ziemowit, będący na wyposażeniu Śląskiej Biofarmy. Wyniki wskazują, iż wprowadzone modyfikacje pozwalają na znaczne skrócenie czasu wykonywania aplikacji.

Słowa kluczowe

EN

coalescence; MPI; parallelization; whole genome generation

PL

koalescencja; MPI; zrównoleglenie; generacja całego genomu

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Studia Informatica
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 4
• Strony: 59--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Cyran K. A.

• Silesian University of Technology, Institute of Informatics

autor

Myszor D.

• Silesian University of Technology, Institute of Informatics

Bibliografia

• 1. Dickson A. et al.: Rare variants create synthetic genome-wide associations. PloS Biology, 2010, vol. 8, no. 1, p. 1÷12.
• 2. Liang L., Zollner S., Abecasis G.R.: GENOME: a rapid coalescent-based whole genome simulator. Bioinformatics, 2007, vol. 23, no. 12, p. 1565÷1567.
• 3. Stefansson K.: Genetic common/complex traitsand the juxtaposition of nature and nur-ture. EMBO|EMBL Symposium on Human Variation: Cause and Consequence, EMBL Advanced Training Centre, Heidelberg, Germany, 2010.
• 4. Peng B., Kimmel M.: Simulations provide support for the common disease – common variant hypothesis. Genetics, 2007, vol. 175, p. 763÷776.
• 5. Panoutsopoulou K., Zeggini E.: Finding common susceptibility variants for complex diseases: past, present, and future. Briefings in Functional Genomics and Proteomics, 2010, vol. 8, no. 5, p. 345÷352.
• 6. Gorlov I. P., Gorlova O. Y., Sunyaev S. R., Spitz M. R., Amos C. I.: Shifting paradigm of association studies: value of rare single-nucleotide polymorphisms. Am. J. Hum. Genet., 2008, vol. 82, p. 100÷112.
• 7. Hein J., Schierup M., Wiuf C.: Gene Genealogies, Variation and Evolution: A Primer in Coalescent Theory. Oxford University Press, 2004.
• 8. Kingman J.F.C.: Origins of the coalescent: 1974–1982. Genetics, 2000, vol. 156, p. 1461÷1463.
• 9. Cyran K.A., Myszor D.: Multithread parallelization of a rapid coalescent-based whole genome Simulator. Studia Informatica, vol. 35, no. 4 (118), 2014, p. 73÷88.
• 10. Hudson R.R.: Properties of a neutral allele model with intragenic recombination. Theoretical Population Biology, 1983, vol. 23, p. 183÷201.
• 11.Hudson R.R.: Gene genealogies and the coalescent process. Oxford Surveys in Evolutionary Biology, 1990, vol. 7, p. 1÷44.
• 12. Hudson R.R.: Generating samples under a Wright-Fisher neutral model. Bioinformatics, 2002, vol. 18, p. 337÷378.
• 13. Donnelly P., Tavare S.: Coalescents and genealogical structure under neutrality. Annual Review of Genetics, 1995, vol. 29, p. 401÷421. 14.Cyran K. A., Kimmel M.: Interactions of neanderthals and modern humans: what can be inferred from mitochondrial DNA? Math Biosci Eng, 2005, vol. 2, no. 3, p. 487÷98.
• 15. Matsumoto M., Nishimura T.: Mersenne Twister: A 623-dimensionally equidistributed uniform pseudorandom number generator. ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation, 1998, vol. 8, p. 3÷30.
• 16. Coddington P. D.: Random number generators for parallel computers. The NHSE Re-view, 1997, vol. 2