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Forschungsprojekt: EFSim

  Effiziente und Flexible Simulatoren für zellbiologische Systeme

Stichwörter:
Diskret-ereignisorientierte / hybride Simulation, Grid-computing, Multi-resolution simulation, Stochastic Simulation Algorithm (SSA), Gillespie Algorithmus, Next Subvolume Methode

  Projektinformationen
Laufzeit: 13.09.2007 bis 01.11.2011
Wissenschaftl. Bearbeiter: Dr.-Ing. Matthias Jeschke
Studentische Hilfskräfte: Carl Tuemmler
Auftraggeber: DFG

Unterschiedliche diskret-ereignisorientierte Simulatoren für regenerative Systeme sollen entwickelt werden. Als Ausgangspunkt werden die mittlerweile zahlreichen Varianten des Gillespie Algorithmus dienen, die sich insbesondere für eine stochastisch diskret-ereignisoriente Simulation von Mikromodellen anbieten. Da einzelne Komponenten jedoch auch auf Makroebene kontinuierlich simuliert werden sollen, gilt es kontinuierliche Simulatoren zu integrieren. Hierbei sollen auch neuere Ansätze, welche kontinuierliche Modelle diskret-ereignisorientiert berechnen, näher betrachtet werden. Zudem sollen Ansätze für Simulatoren von Modellen, welche räumliche Informationen enthalten, erarbeitet werden. Einige der realisierten Simulatoren sind spezifisch für zellbiologische Systeme, andere wiederum allgemein anwendbar. Die Evaluierung wird mittels zellbiologischer Modelle erfolgen.

In diesem Projekt wurden unter anderem diverse in der Literatur beschriebene Stochastische Simulationsalgorithmen (SSA) implementiert. Die Algorithmen wurden in JAMES II integriert und sind Bestandteil des Releases. Unter diesen Algorithmen sind:

  • Direct Reaction Method (DRM)
  • Next Reaction Method (NRM) - verwendet JAMES II Ereignislisten!


weitere Algorithmen sind implementiert, jedoch nicht im Rahmen dieses Projekts veröffentlicht:

  • Tau - Leaping
  • First Reaction Method (FRM)
  • Optimized Direct Method (ODM)
  • Adaptive Tau - Leaping
  • Sorted Direct Method (SDM)