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Rede Nacional de Ensino e PesquisaTreinamento em Gradep - junho 2005

Aplicação GeneAl

Treinamento no Treinamento no GRADEpGRADEp

Aplicação GeneAl


Aplicação GeneAl

Autoria

• Autor Gustavo Cestari frainer

• Versão (número, data, autor) V1, junho de 2005 V2, 03 de agosto de 2005, Geyer


Aplicação GeneAl

Sumário da apresentação

1 Descrição Geral da Aplicação GeneAl

2 Funcionamento da Aplicação GeneAl

3 Utilização da Aplicação GeneAl


Aplicação GeneAl

A Aplicaço GeneAl

• A Aplicaço GeneAl

a aplicação GeneAl (Genetic Alignment) esta direcionada à resolução de problemas na área de biologia molecular classificados como “Alinhamento de Seqüências Genéticas”

mais especificamente a GeneAl lida com o problema de, dada uma determinada seqüência genética, encontrar outras seqüências genéticas similares em bases de seqüências genéticas

para isso a seqüência inicial tem que ser comparada com cada uma das seqüências nas bases

este processo pode ser computacionalmente exigente em bases maiores

a GeneAl usa distribuição para agilizar a procura

• distribuição entre escravos (Workers)


Aplicação GeneAl

Ambiente Esperado

• Ambiente Esperado

a GeneAl assume algumas propriedades sobre o ambiente onde ela roda

existem várias bases de genes espalhadas pelo mundo em diferentes instituições e, por conseqüência, em várias células

não é pratico modificar a localização destas bases, seja por questões de direitos autorais, seja pelo tamanho da base

entretanto estas bases estão sendo compartilhadas com os outros usurários da grade

um pesquisador, que pode estar em qualquer ponto da grade, possui uma seqüência genética e deseja encontrar outras seqüências similares

este pesquisador pode ou não saber onde existem bases de genéticas


Aplicação GeneAl

Organização da Aplicação

• Organização da Aplicação

a GeneAl esta organizada em uma hierarquia de três níveis:

• 1º nível é composto por um GeneAl_Manager, que coordena o processamento inter-celular da aplicação

• 2º nível é composto por vários GeneAl_Masters, um para cada célula, responsável por coordenar a procura na base de seqüências da sua célula

• 3º nível é composto por vários GeneAl_Workers, distribuídos pelos computadores de cada célula e que realizam a comparação de seqüências

a GeneAl ainda têm uma interface que permite o disparo do GeneAl_Manager, o acompanhamento da execução e a exploração dos resultados


Aplicação GeneAl

Célula

Execução da geneAl

A execução começa com o disparo de um GeneAl_Manager a partir da interface

nodo

BS

base

nodo

nodo

nodo

nodobase

Célula

nodo

BS

Célula

base

nodonodo

nodo

BSGeneAl Manager

nodoInterface


Aplicação GeneAl

Célula


O GeneAl_Manager utiliza o serviço Discoverer para descobrir onde estão as bases de seqüências.

nodo

BS

base

nodo

nodo

nodo

nodobase

Célula

nodo

BS

Célula

base

nodonodo

nodo

BSGeneAl Manager

nodoInterface


Aplicação GeneAl

Célula


O GeneAl_Manager cria GeneAl_Masters nos nodos que possuem as bases de seqüências

nodo

BS

base

nodo

nodo

nodo

nodobase

Célula

nodo

BS

Célula

base

nodonodo

nodo

BSGeneAl Manager

GeneAl Master

GeneAl Master

GeneAl Master

nodoInterface


Aplicação GeneAl

Célula


Os GeneAl_Masters criam alguns GeneAl_Workers, que são utilizados para processar as seqüências na base de

seqüências

BS

base

nodo

nodo

nodo

nodobase

Célula

BS

Célula

base

nodonodo

nodo

BSGeneAl Manager

GeneAl Master

GeneAl Master

GeneAl Master

nodonodo

GeneAl Worker

GeneAl Worker

GeneAl Worker

GeneAl Worker

GeneAl Worker

nodoInterface


Aplicação GeneAl

Célula


Quando toda base tiver sido processada, cada GeneAl_Master envia as seqüências mais similares à original para o

GeneAl_Manager

BS

base

nodo

nodo

nodo

nodobase

Célula

BS

Célula

base

nodonodo

BSGeneAl Manager

GeneAl Master

GeneAl Master

GeneAl Master

nodonodo

nodo

nodoInterface


Aplicação GeneAl

Célula


O GeneAl_Manager ordena as seqüências recebidas conforme a sua similaridade à original e entrega a lista de seqüências para

a interface

BS

base

nodo

nodo

nodo

nodobase

Célula

BS

Célula

base

nodonodo

BSGeneAl Manager

nodonodo

nodo

nodoInterface


Aplicação GeneAl

Utilização da GeneAL

• Utilização da GeneAL a GeneAl pode ser controlada a partir de uma interface a interface pode ser disparada a partir do GradepDesktop a interface é composta por três abas:

• MW Control : disparo da execução

• App Params: controle da configuração

• Results: apresentação dos Resultados

geralmente é preciso primeiro fazer algumas configurações antes de disparar uma execução

• a maioria pela interfce gráfica (ver a seguir)

existe uma versão da interface para PDAs com interface similar, mas um pouco mais limitada


Aplicação GeneAl

Configuração

• Pârametros: jobCriteria: define como o trabalho é

distribuído entre os GeneAl_Workers. O valor padrão deve servir para a maior parte dos casos e não precisa ser editado. ex: Fixed

timeGoal: também utilizado para definir como funciona o escalonamento do trabalho entre os GeneAl_Workers. O valor deve ser um período de tempo em milisegundos. O valor padrão pode ser utilizado e não precisa ser editado. ex: 10000

maxResults: um inteiro. O número máximo de resultados que serão mostrados quando a computação terminar. ex: 100


Aplicação GeneAl

Configuração

resourcePath: o caminho até o diretório onde o arquivo in.txt se encontra. O arquivo in.txt deve conter uma única seqüência genética que será a seqüência de entrada. Exemplo de resourcePath:/home/gtgradep/genome/recursos/Exemplo de seqüência genética:TTTTCCTAACCCTAACCCTAACCCTAACCCTAACCCTAACCCT...

masterNames: contêm os identificadores de computadores que contêm bases de seqüências genéticas nas quais devem ser realizadas as pesquisas. Os identificadores são separados uns dos outros por vírgulas. Automaticamente preenchido no início da aplicação com as bases encontradas. Este parâmetro só precisa ser editado se o usuário quiser limitar a busca a algumas bases específicas. ex: hostid:4e.umacélula,hostid:54.outracélula


Aplicação GeneAl

Disparo

• Disparo Start dispara a execução Stop termina a execução no meio Elapsed Time e Status mostram o

tempo e a porcentagem concluída da execução

a porcentagem indicada em Status é uma aproximação

• pode apresentar erros, principalmente se as bases utilizadas forem pequenas


Aplicação GeneAl

Resultados

• Resultados preenchido ao término de uma

execução cada linha da tabela representa uma

seqüência encontrada quando uma linha é selecionada os

campos s1 e s2 mostram, respectivamente, a seqüência original e a seqüência atualmente selecionada, permitindo uma comparação


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