[发明专利]并行局部序列对齐

权利要求书

1.一种被配置成由第一处理单元执行的方法，所述方法包括：

获得用于和数据库序列对齐的查询序列，其中所述查询序列包括具有查询序列长度的符号串，其中所述数据库序列包括具有数据库序列长度的符号串，且其中所述数据库序列被至少分段成第一带和第二带；

使用所述第一处理单元来基于一成本函数为所述数据库序列的所述第一带跨所述查询序列计算Smith-Waterman值，所述成本函数对序列间的生物相似性建模，其中所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列的Smith-Waterman值用第二处理单元来计算；以及

使用所述第一处理单元来基于所述成本函数为所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列重新计算所述Smith-Waterman值的子集，其中要被重新计算的所述Smith-Waterman值的所述子集基于所述查询序列长度和所述成本函数来确定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成本函数包括间隔起始惩罚、间隔扩展惩罚以及设置匹配两个符号的成本的成本矩阵，且其中要被重新计算的所述Smith-Waterman值的所述子集基于所述查询序列长度、所述间隔起始惩罚、所述间隔扩展惩罚以及所述成本矩阵中条目的上界来确定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从最大Smith-Waterman值中求值回溯以便在所述查询序列中的符号和所述数据库序列中的符号之间产生对齐。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述第一处理单元为所述数据库序列的所述第一带跨所述查询序列计算所述Smith-Waterman值之后，为所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列重新计算所述Smith-Waterman值的所述子集。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一处理单元和所述第二处理单元是以下情形的至少一种：不同的处理器、多核处理器的不同内核、图形处理单元(GPU)的不同内核、或者被包括在不同的计算设备中。

6.一种被配置成由计算设备的多个处理单元执行的方法，所述方法包括：

获得用于和数据库序列对齐的查询序列，其中所述查询序列包括具有查询序列长度的符号串，其中所述数据库序列包括具有数据库序列长度的符号串，且其中所述数据库序列被至少分段成第一带和第二带；

使用来自所述多个处理单元的第一处理单元来基于一成本函数为所述数据库序列的所述第一带跨所述查询序列计算Smith-Waterman值，所述成本函数对序列间的生物相似性建模；

使用来自所述多个处理单元的第二处理单元来基于所述成本函数为所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列计算Smith-Waterman值；

基于所述查询序列长度和所述成本函数来确定要被重新计算的所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列的所述Smith-Waterman值的子集；以及

基于所述成本函数为所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列重新计算所述Smith-Waterman值的所述子集。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据库序列进一步被分段成第三带，所述方法还包括：

使用来自所述多个处理单元的第三处理单元来基于所述成本函数为所述数据库序列的所述第三带跨所述查询序列计算Smith-Waterman值；

基于所述查询序列长度和所述成本函数来确定要被重新计算的所述数据库序列的所述第三带跨所述查询序列的所述Smith-Waterman值的第二子集；以及

为所述数据库序列的所述第三带跨所述查询序列重新计算所述Smith-Waterman值的所述第二子集。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述成本函数包括间隔起始惩罚、间隔扩展惩罚以及设置匹配两个符号的成本的成本矩阵，且其中要被重新计算的所述Smith-Waterman值的所述子集基于所述查询序列长度、所述间隔起始惩罚、所述间隔扩展惩罚以及所述成本矩阵中条目的上界来确定。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

检测最大Smith-Waterman值；以及

执行自所述最大Smith-Waterman值的回溯以便在所述查询序列中的符号和所述数据库序列中的符号之间产生对齐。

10.一种计算设备，包括：

处理单元；以及

包括由所述处理单元执行的多个组件的存储器，所述多个组件包括：

输入组件，所述输入组件获得用于和数据库序列对齐的查询序列，其中所述查询序列包括具有查询序列长度的符号串，其中所述数据库序列包括具有数据库序列长度的符号串，且其中所述数据库序列被至少分段成第一带和第二带；

成本求值组件，所述成本求值组件使用所述处理单元来基于一成本函数为所述数据库序列的所述第一带跨所述查询序列计算Smith-Waterman值，所述成本函数对序列间的生物相似性建模，其中所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列的Smith-Waterman值用第二处理单元并行地计算；以及

更新组件，所述更新组件：

基于所述查询序列长度和所述成本函数来确定要被重新计算的所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列的所述Smith-Waterman值的子集；以及

使所述成本求值组件在所述数据库序列的所述第一带跨所述查询序列的所述Smith-Waterman值由所述第一处理单元计算之后，使用所述第一处理单元为所述数据库序列的所述第二带跨所述查询序列重新计算所述Smith-Waterman值的所述子集。