ワークスティーリングを用いた分散並列環境における遺伝子制御ネットワーク推定手法

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24700295
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 木戸 善之 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 客員研究員 (70506310)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 分散コンピューティング / 遺伝子発現ネットワーク推定 / ジョブスケジューラ

研究実績の概要

本研究は，大規模な遺伝子発現プロファイルによる遺伝子制御ネットワーク推定のための分散並列手法の研究開発を行っている．平成26年度では前年度までに開発したスケジューラフレームワークについて国際会議にて報告を行い，遺伝子制御ネットワーク推定のアプリケーションの適用を目指した．スケジューラフレームワークでは，アプリケーションからのフィードバックのためのインターフェースを設計した．アプリケーションからのフィードバックについては汎用性を重視するとともに，可搬性や軽量であるRESTインターフェースAPIを採用した，スケジューリングアルゴリズムについては空いている計算ノードを逐次割り当てるラウンドロビン方式を採用した．遺伝子制御ネットワーク推定アプリケーションではネットワーク推定を行うが，大規模な遺伝子ネットワークサイズを想定しているため，事前確率を用いたベイズ推定によるネットワーク推定アルゴリズムの並列計算機用にチューニングされたアプリケーションを用いる．
これらの研究成果の一部について国際会議，研究会にて報告した．
1. "Performance Characteristics of an SDN-enhanced Job Management System for Cluster Systems with Fat-tree Interconnect", CloudCom2014 Emerging Issues in Cloud (EIC) Workshop, Singapore, Dec. 2014.
2. "生命化学シミュレーションと大規模可視化", 日本化学会情報化学部会 第二回若手の会, 東京, Nov. 2014.

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本年度5月に研究者の異動に伴い，研究拠点間の移動や本務との兼ね合いによって，本研究の開発作業について遅れが生じた．現在の段階でフレームワーク部分におけるアプリケーションインターフェース部分が完了しており，アプリケーション側のフィードバック機構に着手している．来年度で完了する予定である．

今後の研究の推進方策

本研究はアプリケーションからフィードバックを考慮したスケジューラを開発し，その上で遺伝子制御ネットワークアプリケーションの挙動を確認する．開発スケジュールが遅れているが，フレームワークおよびその上で動作するスケジューラは汎用性のあるアルゴリズムを利用し，フィードバックは，枝刈りする計算を止める機構のみを利用し，テスト工数を短縮を計る．

次年度使用額が生じた理由

研究開発が遅れたことにより，当初のスケジュールが後ろ倒しになっているが，開発および研究発表，論文投稿になどで使用額が生じた．

次年度使用額の使用計画

本年度では追加の遺伝子制御ネットワーク推定アプリケーションを動作させる並列計算環境を，開発環境に加える必要があり，来年度前半に計算機を購入する．その後，実験結果をまとめ，論文に投稿し，対外発表を行う．

研究成果

• [雑誌論文] Performance Characteristics of an SDN-enhanced Job Management System for Cluster Systems with Fat-tree Interconnect (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Watashiba, Susumu Date, Hirotake Abe, Yoshiyuki Kido, Kohei Ichikawa, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Shinji Shimojo, Haruo Takemura
  • 雑誌名: Proceedings of 6th IEEE International Conference on Cloud Computing Technology and Science (CloudCom2014) 巻: 0 ページ: 781-786
  • DOI: 10.1109/CloudCom.2014.82
  • 査読あり
• [学会発表] 生命科学シミュレーションと大規模可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木戸 善之
  • 学会等名: 日本化学会情報化学部会 第二回若手の会
  • 発表場所: 化学会館, 東京
  • 年月日: 2014-11-29