化学计量学网络平台的设计及其应用

论文摘要

化学计量学的概念约于30 年前提出,是一门化学与统计学、数学、计算机科学交叉所产生的新兴的化学分支学科。各种化学计量学方法,如主成分分析、偏最小二乘、化学因子分析、人工神经网络等,已经得到了广泛的应用。为了使广大化学工作者可以更好的利用这些方法,各种类型的化学计量学软件应运而生,如商业软件MATLAB、SPSS;遍布于网络的计量学软件包;以及各种WEB服务器等。而为了适应高可用性、数据安全、大规模运算、用户友好界面等运算软件的新要求,本文设计和介绍了基于集群系统的化学计量学网络计算平台RCPC。RCPC 系统由五个部分组成:RCPC 网站主要是负责接收客户作业递交、查询以及算法维护;主控服务器负责作业调度和计算服务器管理,是整个系统的中枢;计算服务器负责作业的计算,以集群的方式组成RCPC 的整体运算能力;而算法库对计算服务器提供算法支持,并提供简单的算法扩充接口;数据库服务器用于保存一切和作业相关的数据。本文同时提出了对RCPC 系统改进的一些设想。RCPC 系统经过逻辑测试和实际测试。逻辑测试显示作为系统核心的调度算法高效合理;而实际测试的结果证明了系统的实用性和可靠性。本文介绍了RCPC 系统的两个重要算法:支持向量机分类算法和有机化合物二维结构绘制算法。支持向量机算法是一种新颖的、面向小样本的机器学习算法,其算法最终归纳为解决一个线性约束的凸二次规划问题,本文实现了三种分类算法:梯度下降法、分解算法、SMO 算法,并提出了搜索支持向量机最优参数对的网格搜索方法。有机化合物的结构绘制包括两个部分:首先将有机化合物的名称“翻译”成计算机可识别的数据结构GRAPH 形式,然后将GRAPH 中的信息通过递归的形

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 化学计量学的基本概念
• 1.2 化学计量学算法与软件的发展
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 国内外发展动向
• 1.5 本课题的意义
• 参考文献
• 2 化学计量学远程计算平台概述
• 3 平台结构分析
• 3.1 远程计算平台的基本理论
• 3.1.1 集群系统
• 3.1.2 作业调度
• 3.1.3 负载平衡
• 3.1.4 分布式多层应用体系结构
• 3.1.5 网络计算服务三种模式
• 3.1.6 网络协议
• 3.1.7 面向对象建模
• 3.2 系统整体的UML 分析
• 3.2.1 系统用例图
• 3.2.2 系统活动图
• 3.3 RCPC 网站
• 3.3.1 RCPC 网站介绍
• 3.3.2 RCPC 网站UML 设计
• 3.3.3 RCPC 网站功能及代码分析
• 3.4 调度算法
• 3.4.1 调度算法介绍
• 3.4.2 调度算法类图
• 3.4.3 调度算法功能分析
• 3.5 主控服务器
• 3.5.1 主控服务器介绍
• 3.5.2 主控服务器的UML 设计
• 3.5.3 主控服务器代码分析
• 3.6 计算服务器
• 3.6.1 计算服务器介绍
• 3.6.2 计算服务器的UML 设计
• 3.6.3 计算服务器代码分析
• 3.7 CCMD 协议和CWMD 协议
• 3.7.1 两种协议介绍
• 3.7.2 CCMD 协议的UML 分析
• 3.7.3 CCMD 协议的代码实现
• 3.8 动态调用作业
• 3.8.1 动态调用作业介绍
• 3.8.2 动态调用作业代码分析
• 3.9 数据库设计
• 3.10 RCPC 系统测试
• 3.10.1 主控及调度算法的逻辑测试
• 3.10.2 实际运算测试
• 3.11 RCPC 系统展望
• 参考文献
• 4 算法库算法介绍和实现
• 4.1 基本概念
• 4.2 支持向量机分类算法
• 4.2.1 支持向量机原理
• 4.2.2 支持向量机求解方法
• 4.2.3 将支持向量机分类MATLAB 算法添加至算法库
• 4.3 有机化合物结构翻译与绘制
• 4.3.1 计算机辅助红外光谱解析
• 4.3.2 根据化合物IUPAC 名称翻译成GRAPH 数据结构
• 4.3.3 绘制有机化合物结构
• 参考文献
• 5 RCPC 平台（支持向量机算法）的应用
• 5.1 支持向量机算法用于红外光谱子结构解析
• 5.2 快速傅立叶变换及支持向量机用于GPCRs 子家族的预测
• 5.3 羟基类化合物红外光谱信息特征的研究
• 参考文献
• 6 GSP 医药管理系统
• 6.1 项目研究意义
• 6.2 “GSP 医药管理系统”简介
• 6.3 主要技术背景
• 6.4 我的主要工作
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 声明
• 致谢