خرید و دانلود نسخه کامل کتاب Analysis and Enumeration: Algorithms for Biological Graphs

توضیحاتی در مورد کتاب

در این کار ما قصد داریم تکنیک‌های اصلی الگوریتم‌های شمارش را بازبینی کنیم و چهار نمونه از الگوریتم‌های شمارش را نشان دهیم که می‌توانند برای مقابله موثر با برخی مشکلات بیولوژیکی که با استفاده از شبکه‌های بیولوژیکی مدل‌سازی شده‌اند، به کار روند: شمارش گره‌های مرکزی و پیرامونی یک شبکه، شمارش داستان‌ها، شمارش مسیرها یا چرخه ها و شمارش حباب ها. توجه داشته باشید که مشکلات محاسباتی مربوطه که ما تعریف می‌کنیم، بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند و نتایج ما در مورد نمودارهای دلخواه صادق است. شمارش تمام بیشترین و کمتر رئوس مرکزی در یک شبکه با توجه به خروج از مرکز آنها نمونه ای از یک مسئله شمارش است که راه حل های آن چند جمله ای هستند و می توانند در زمان چند جمله ای، اغلب در زمان خطی یا تقریبا خطی در عمل فهرست شوند. شمارش داستان‌ها، یعنی تمام زیرگراف‌های غیر چرخه‌ای جهت‌دار حداکثری یک گراف G که منابع و اهداف آن متعلق به زیرمجموعه‌ای از پیش تعریف‌شده از رئوس هستند، از سوی دیگر نمونه‌ای از یک مسئله شمارش با تعداد نمایی راه‌حل است که می‌توان با استفاده از آن حل کرد. یک رویکرد brute-force غیر پیش پا افتاده. با توجه به یک شبکه متابولیک، هر داستان جداگانه باید توضیح دهد که چگونه برخی از متابولیت‌های جالب از طریق زنجیره‌ای از واکنش‌ها از برخی متابولیت‌های دیگر مشتق می‌شوند، با حفظ تمام مسیرهای جایگزین بین منابع و اهداف. شمارش چرخه ها یا مسیرها در یک گراف بدون جهت، مانند یک شبکه بدون جهت برهمکنش پروتئین-پروتئین، نمونه ای از یک مسئله شمارش است که در آن همه راه حل ها می توانند از طریق یک الگوریتم بهینه فهرست شوند، یعنی زمان مورد نیاز برای فهرست کردن همه راه حل ها غالب است. زمان خواندن نمودار به اضافه زمان لازم برای چاپ همه آنها. با گسترش این نتیجه به گراف های جهت دار، می توان به طور موثرتری با حلقه های بازخورد و تجزیه و تحلیل مسیرهای علامت دار در گراف های علامت دار یا دارای تعامل، مانند شبکه های تنظیم کننده ژن، برخورد کرد. در نهایت، شمارش دهانه ها یا حباب ها با منبع s در یک گراف جهت دار، که شامل شمارش تمام دو مسیر مستقیم رأس ناهمگون بین منبع s و همه اهداف ممکن است، نمونه ای از یک مسئله شمارش است که در آن همه راه حل ها می توانند فهرست شده از طریق یک الگوریتم تاخیر خطی، به این معنی که تاخیر بین هر دو راه حل متوالی خطی است، با تبدیل مسئله به یک مشکل شمارش چرخه محدود. چنین الگوهایی، در نمودار دی بروژن نمایش داده های بدست آمده توسط توالی یابی، به پلی مورفیسم در داده های DNA- یا RNA-seq مربوط می شوند.