| 【中文题名】 | 虚拟细胞中化学反应定量计算的方法与算法的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Chemical Reaction Quantitative Calculation Method and Algorithm in Virtual Cell |
| 【学科专业】 | 计算机科学与技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-14 |
| 【中关键词】 | 虚拟细胞,反应动力学,计算机模拟,蒙特卡罗方法,, |
| 【英关键词】 | virtual cell,reaction kinetics,computer simulation,Monte Carlo method, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>专家系统、知识工程> |
| 【论文摘要】 |
虚拟细胞是在计算机上模拟真实细胞的结构、物质组成、生命活动的动力学行为和生命现象。虚拟细胞的发展虽然只有十几年的历史,但是它对疾病防治、科学研究、社会生活等方面的影响已经开始显露。作为虚拟细胞核心部分的化学反应定量计算,其速度与精度直接影响着模拟效果的好坏。
本文的前面详细的讨论了虚拟细胞中化学反应定量计算的确定型算法和随机型算法。传统的确定型算法是单纯地应用质量作用定律计算化学反应的速度,经过我们改进后的确定型算法还可以通过选择不同参数,用米氏方程、原盐效应方程等适用于特定条件下公式来进行运算,增加了计算的精度。并在反应物的数量不足时,进行了按反应速度进行分配的策略,而不是简单地把反应物数量不足的化学反应通道关闭。由于随机型算法对随机数产生器有较大的依赖,在论述随机型算法时介绍了随机型算法中用到各种随机数产生器的实现方法。非精确随机型算法有其苛刻的适用条件。传统的非精确随机型算法在计算τ值时,只给出了τ值的上限。当计算出的τ值较小时,非精确随机型算法的速度会很慢,甚至出现误差。本文提出了对非精确算法的改进,给出了非精确随机算法τ值的下限公式,并对其越下限情况作出了处理。
由于确定型... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-15 |
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1.1 虚拟细胞 |
9-11 |
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1.1.1 虚拟细胞的概念 |
9 |
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1.1.2 现有虚拟细胞模型 |
9-11 |
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1.2 化学反应定量计算的方法与算法的研究现状 |
11-12 |
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1.3 研究的意义 |
12-13 |
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1.4 课题来源 |
13 |
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1.5 本文的主要工作和结构安排 |
13-15 |
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第2章 确定型算法与随机型算法 |
15-36 |
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2.1 确定型算法 |
15-18 |
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2.1.1 确定型算法原理及实现 |
15-17 |
|
2.1.2 确定型算法的改进 |
17-18 |
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2.2 简单碰撞理论与随机型算法概述 |
18-21 |
|
2.3 Direct Method 算法 |
21-22 |
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2.4 First Reaction Method 算法 |
22-23 |
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2.5 Next Reaction Method 算法 |
23-25 |
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2.6 tau-leap Method 算法 |
25-30 |
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2.7 Langevin Method 算法 |
30-32 |
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2.8 tau-selection Method 算法 |
32-33 |
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2.9 非精确随机算法的改进 |
33-34 |
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2.10 本章小结 |
34-36 |
|
第3章 混合型算法 |
36-46 |
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3.1 静态分组混合型算法 |
36-38 |
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3.2 动态分组混合型算法 |
38-45 |
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3.2.1 Dynamic-fit 算法 |
38-41 |
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3.2.2 Dynamic-knn 算法 |
41-45 |
|
3.3 本章小结 |
45-46 |
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第4章 软件平台的体系结构设计与应用 |
46-63 |
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4.1 简单工厂模式 |
46-47 |
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4.2 化学反应定量计算软件平台 |
47-51 |
|
4.3 简单化学反应模型 |
51 |
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4.4 简单化学反应模型的模拟结果 |
51-54 |
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4.5 热休克反应模型 |
54-56 |
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4.6 大肠杆菌热休克反应的机理 |
56-59 |
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4.7 大肠杆菌热休克反应模拟结果 |
59-62 |
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4.8 本章小结 |
62-63 |
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结论 |
63-64 |
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参考文献 |
64-68 |
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哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 |
68 |
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哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 |
68 |
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哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理 |
68-69 |
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致谢 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.365238 |
