Molecular Simulation (MS) is a powe

Molecular Simulation (MS) is a powerful tool for studying physical/chemical features of large systems and has seen applications in many scientific and engineering domains. During the simulation process, the experiments generate a very large number of atoms and intend to observe their spatial and temporal relationships for scientific analysis. The sheer data volumes and their intensive interactions impose significant challenges for data accessing, managing, and analysis. To date, existing MS software systems fall short on storage and handling of MS data, mainly because of the missing of a platform to support applications that involve intensive data access and analytical process. In this paper, we present the database-centric molecular simulation (DCMS) system our team developed in the past few years. The main idea behind DCMS is to store MS data in a relational database management system (DBMS) to take advantage of the declarative query interface (i.e., SQL), data access methods, query processing, and optimization mechanisms of modern DBMSs. A unique challenge is to handle the analytical queries that are often compute-intensive. For that, we developed novel indexing and query processing strategies (including algorithms running on modern co-processors) as integrated components of the DBMS. As a result, researchers can upload and analyze their data using efficient functions implemented inside the DBMS. Index structures are generated to store analysis results that may be interesting to other users, so that the results are readily available without duplicating the analysis. We have developed a prototype of DCMS based on the PostgreSQL system and experiments using real MS data and workload show that DCMS significantly outperforms existing MS software systems. We also used it as a platform to test other data management issues such as security and compression.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การจำลองโมเลกุล (MS) เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ/เคมีของระบบขนาดใหญ่ และได้เห็นการประยุกต์ในวิทยาศาสตร์ และวิศวกรรมหลายโด ในระหว่างกระบวนการจำลอง การทดลองสร้างจำนวนอะตอมที่มีขนาดใหญ่มาก และตั้งใจบำเพ็ญความสัมพันธ์ชั่วคราว และพื้นที่สำหรับการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ ไดรฟ์ข้อมูลที่แท้จริงและการโต้ตอบแบบเร่งรัดกำหนดความท้าทายที่สำคัญสำหรับการเข้าถึงข้อมูล การจัดการ และการวิเคราะห์ วันที่ ระบบซอฟต์แวร์ของ MS ที่มีอยู่ขาดแคลนในการจัดเก็บและจัดการข้อมูล MS ส่วนใหญ่เนื่องจากขาดหายไปของแพลตฟอร์มเพื่อสนับสนุนโปรแกรมประยุกต์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการวิเคราะห์และเข้าถึงข้อมูลแบบเร่งรัด ในเอกสารนี้ เรานำระบบฐานข้อมูลเกี่ยวกับการจำลองโมเลกุล (DCMS) ทีมพัฒนาในไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวคิดหลักเบื้องหลัง DCMS คือการ เก็บข้อมูล MS ในระบบจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (DBMS) เพื่อใช้ติดต่อสอบถามที่ declarative (เช่น SQL), วิธีการเข้าถึงข้อมูล การประมวลผลแบบสอบถาม และกลไกการเพิ่มประสิทธิภาพของ DBMSs ที่ทันสมัย ความท้าทายที่ไม่ซ้ำกันคือการ จัดการแบบสอบถามวิเคราะห์ที่มักคำนวณมาก ที่เราพัฒนาจัดทำดัชนีและแบบสอบถามประมวลผลกลยุทธ์ (รวมถึงอัลกอริทึมในการทำงานบนตัวประมวลผลร่วมสมัย) เป็นองค์ประกอบรวมของ DBMS นวนิยาย ดัง นักวิจัยสามารถอัปโหลด และวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ฟังก์ชันที่ดำเนินภายใน DBMS มีประสิทธิภาพ โครงสร้างดัชนีสร้างขึ้นเพื่อเก็บผลลัพธ์การวิเคราะห์ที่อาจจะน่าสนใจสำหรับผู้ใช้อื่น ๆ เพื่อให้ผลได้โดยไม่ต้องทำซ้ำการวิเคราะห์ เราได้พัฒนาต้นแบบของ DCMS ตามระบบ PostgreSQL และทดลองใช้ข้อมูล MS จริงและปริมาณแสดงที่ DCMS outperforms ระบบซอฟแวร์ MS ที่มีอยู่อย่างมาก เรายังใช้มันเป็นการทดสอบปัญหาการจัดการข้อมูลอื่น ๆ เช่นความปลอดภัยและการบีบอัด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การจำลองโมเลกุล (MS) เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการศึกษาทางกายภาพ / คุณสมบัติทางเคมีของระบบขนาดใหญ่และได้เห็นการใช้งานในหลายโดเมนทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ในระหว่างขั้นตอนการจำลองการทดลองสร้างเป็นจำนวนมากของอะตอมและตั้งใจที่จะสังเกตเห็นความสัมพันธ์เชิงพื้นที่และเวลาของพวกเขาสำหรับการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ ปริมาณข้อมูลที่แท้จริงและการมีปฏิสัมพันธ์อย่างเข้มข้นของพวกเขากำหนดความท้าทายที่สำคัญสำหรับการเข้าถึงข้อมูลการจัดการและการวิเคราะห์ ในวันที่มีอยู่ระบบซอฟต์แวร์ MS ตกสั้น ๆ เกี่ยวกับการจัดเก็บและการจัดการข้อมูล MS ส่วนใหญ่เป็นเพราะขาดหายไปของแพลตฟอร์มเพื่อรองรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการเข้าถึงข้อมูลที่เข้มข้นและกระบวนการวิเคราะห์ ในบทความนี้เรานำเสนอแบบจำลองโมเลกุลฐานข้อมูลเป็นศูนย์กลาง (DCMS) ระบบทีมงานของเราได้รับการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความคิดหลักที่อยู่เบื้องหลัง DCMS คือการเก็บข้อมูล MS ในระบบการจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (DBMS) ที่จะใช้ประโยชน์ของอินเตอร์เฟซแบบสอบถามเปิดเผย (เช่น SQL) วิธีการเข้าถึงข้อมูลการประมวลผลแบบสอบถามและกลไกการเพิ่มประสิทธิภาพของ DBMSs ที่ทันสมัย ความท้าทายที่ไม่ซ้ำกันคือการจัดการกับคำสั่งการวิเคราะห์ที่มักจะคำนวณมาก เพื่อที่เราพัฒนาการจัดทำดัชนีที่แปลกใหม่และกลยุทธ์การประมวลผลแบบสอบถาม (รวมถึงขั้นตอนวิธีการทำงานบนหน่วยประมวลผลร่วมสมัย) เป็นส่วนประกอบแบบบูรณาการของ DBMS เป็นผลให้นักวิจัยสามารถอัปโหลดและวิเคราะห์ข้อมูลของตนโดยใช้ฟังก์ชั่นที่มีประสิทธิภาพการใช้งานภายใน DBMS โครงสร้างดัชนีจะถูกสร้างขึ้นในการจัดเก็บผลการวิเคราะห์ว่าอาจจะน่าสนใจให้กับผู้ใช้อื่น ๆ เพื่อให้ผลลัพธ์ที่มีพร้อมโดยไม่ต้องทำซ้ำการวิเคราะห์ เราได้มีการพัฒนาต้นแบบของ DCMS ขึ้นอยู่กับระบบ PostgreSQL และการทดลองโดยใช้ข้อมูล MS จริงและแสดงปริมาณงานที่มีประสิทธิภาพดีกว่าอย่างมีนัยสำคัญ DCMS ระบบซอฟต์แวร์ที่มีอยู่ MS นอกจากนี้เรายังใช้มันเป็นแพลตฟอร์มเพื่อทดสอบปัญหาการจัดการข้อมูลอื่น ๆ เช่นการรักษาความปลอดภัยและการบีบอัด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โมเลกุลจำลอง ( MS ) เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพเพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ / เคมีของระบบขนาดใหญ่และได้เห็นการใช้งานในทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมหลายโดเมน . ในระหว่างกระบวนการจำลองการทดลองสร้างจํานวนมากของอะตอม และตั้งใจที่จะสังเกตความสัมพันธ์ของพื้นที่และเวลาของพวกเขาสำหรับการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ข้อมูลปริมาณและปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิดเข้มข้นท้าทายที่สำคัญสำหรับการเข้าถึงข้อมูลการจัดการและการวิเคราะห์ วันที่ที่มีอยู่ MS ซอฟต์แวร์ระบบตกสั้น ๆเกี่ยวกับการจัดเก็บและการจัดการของข้อมูล ms ส่วนใหญ่เนื่องจากการขาดของแพลตฟอร์มเพื่อรองรับการใช้งานที่เข้มข้นและเข้าถึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการวิเคราะห์ ในกระดาษนี้เราเสนอฐานข้อมูลศูนย์กลางโมเลกุลจำลอง ( dcms ) ระบบทีมของเราพัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความคิดหลักคือ เก็บ dcms MS ข้อมูลในระบบจัดการฐานข้อมูล ( DBMS ) เพื่อใช้ประโยชน์จากอินเตอร์เฟซการจัดเก็บ ( เช่น SQL ) , การเข้าถึงข้อมูลวิธีการประมวลผลแบบสอบถาม และการเพิ่มประสิทธิภาพกลไกของ DBMSs สมัยใหม่ความท้าทายที่ไม่ซ้ำกันคือจัดการวิเคราะห์แบบสอบถามที่มักจะหาที่เข้มข้น ที่เราพัฒนาดัชนีใหม่และกลยุทธ์การประมวลผลแบบสอบถาม ( รวมทั้งขั้นตอนวิธีที่ทำงานบนโปรเซสเซอร์ Co สมัยใหม่ ) เป็นบูรณาการส่วนประกอบของระบบจัดการฐานข้อมูล . เป็นผลให้นักวิจัยสามารถอัปโหลดและวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ฟังก์ชั่นการใช้งานที่มีประสิทธิภาพในระบบการจัดการฐานข้อมูล .โครงสร้างดัชนีที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเก็บผลที่อาจจะน่าสนใจให้กับผู้ใช้อื่น ๆ ดังนั้นผลลัพธ์ที่ได้จะพร้อมใช้งานโดยไม่ต้องโรเนียวการวิเคราะห์ เราได้พัฒนาต้นแบบของ dcms ตามระบบ PostgreSQL และการทดลองโดยใช้ข้อมูล MS จริงและภาระงานที่แสดง dcms อย่างมีนัยสำคัญมีประสิทธิภาพดีกว่าที่มีอยู่ MS ซอฟต์แวร์ระบบเรายังใช้มันเป็นแพลตฟอร์มเพื่อทดสอบปัญหาการจัดการข้อมูลอื่นๆ เช่น ความปลอดภัย และการบีบอัด