Dissertação

Simulation of Large Sets of Metabolic Reactions on Graphics Processing Units (GPUs) EVALUATED

O processo de simulação de grandes conjuntos de reações metabólicas é um processo que consome tempo. Neste documento GPUs com suporte a CUDA são utilizadas para simular estas reações em uma tentativa de reduzir o tempo de execução das simulações. Metaprogramação e libSBML são usados para extrair modelos bioquímicos de ficheiros SBML, gerando um programa em CUDA capaz de simular o modelo em GPU. Dois métodos foram testados, um baseado no Método de Euler e outro baseado no Algoritmo Gillespie, o último é o utilizado na versão final do programa. Os resultados das simulações e os tempos de execução foram comparados com outro software de simulação, COPASI, que não possui características de paralelização. A aplicação em CUDA obteve resultados mistos, para um modelo relativamente estável a aplicação obteve tempos de execução melhores, por extrapolação, a partir de 220 simulações; para um modelo volátil não há melhorias no tempo de execução. Este estudo apresenta os desafios encontrados ao implementar o Método de Euler em GPUs e as razões pelas quais o Algoritmo de Gillespie é o utilizado na versão final. A aplicação desenvolvida representa um primeiro passo para simular modelos bioquímicos em GPUs, e demonstra elementos de desenvolvimento principais envolvidos na criação de aplicações similares.
algoritmo de Gillespie, CUDA, GPU, modelos bioquímicos, reações metabólicas, SBML

Julho 26, 2019, 14:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Alexandre Crisóstomo Lopes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar