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基因学习大规模贝叶斯网络新框架与其在构建蛋白质—蛋白质相互作用网络中运用

收藏本文 2024-01-16 点赞:15251 浏览:54172 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文主要探讨将贝叶斯模型平均法运用到大规模的贝叶斯网络的不足。目前,贝叶斯模型平均法只能运用于很小的网络,网络中节点的数目上限为几十个节点,这是由于受到超指数复杂度的限制。本论文提出了一个构建大规模贝叶斯网络的新框架:LAMA,采取了分而治之的哲学思想使得大规模的贝叶斯网络学习不足成为可能。LAMA包含了三个步骤。一般来说,LAMA首先提出了一种二阶划分对策来将大规模的网络中的节点分割成很多规模小得多的可以有重叠的团体。其次在划分后的团体内部进行基于Markov Blanket的采样和结构学习。最后,LAMA采取了一种高效的合并算法将所有划分后的团体内部结构合成一个整体。通过将LAMA和四个最主流的的大规模网络结构学习算法,如ARACNE, PC, Greedy Search和MMHC, LAMA在五个众所周知的数据集Alarm, Insurance, Win95pts, Pigs和Link上展示了令人满意的结果,我们利用precision, recall和F-score作为评价LAMA性能的指标。更重要的是,LAMA使得原来不可能的大规模的贝叶斯网络学习不足成为了可能。最后,我们将LAMA延伸,开发了LAGE。LAGE是一个以LAMA为基础实现的一个开源的构建基因调控网络(gene regulatory networks)的框架,它是由Ja写成的,支持规模很大的连续的基因表达数据(gene expression data)。关键词:贝叶斯结构学习论文贝叶斯模型平均论文基因调控网络论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-5

    目录5-8

    表格索引8-9

    插图索引9-10

    第一章 绪论10-16

    1.1 探讨作用10

    1.2 背景介绍10-11

    1.3 探讨近况11-13

    1.4 我们的策略13-15

    1.4.1 LAMA : 通过贝叶斯模型平均法构建大规模贝叶斯网络的新框架13-14

    1.4.2 LAGE : 基因调控网络学习框架14-15

    1.5 论文安排15

    1.6 本章小结15-16

    第二章 贝叶斯网络基础16-28

    2.1 定义16-17

    2.2 独立性, 依赖性和因果联系17-20

    2.2.1 d-separation17-18

    2.2.2 Markov blanket18

    2.2.3 Equivalence Classes18-19

    2.2.4 Causapty19-20

    2.3 学习贝叶斯网络20-22

    2.3.1 参数估计 (Parameter Estimation)20-22

    2.4 贝叶斯结构学习 (Bayesian Structure Learning)22-26

    2.4.1 贪心的评分搜索法 (score-and-search Approach)22-24

    2.4.2 Bayesian Model Averaging24-26

    2.4.3 Constrain-based Approach26

    2.5 本章小结26-28

    第三章 LAMA :构建大规模贝叶斯网络的新框架28-44

    3.1 定义29-32

    3.1.1 权重函数 (Weight Function)29

    3.1.2 划分 (Partition)29

    3.1.3 划分支持矩阵 (Partition Support Matrix)29-30

    3.1.4 二阶网络 (Second-Order Network)30-32

    3.1.5 二阶划分 (Second-Order Partition)32

    3.2 LAMA 详述32-42

    3.2.1 随机变量的切分 (Variable Partition)32-36

    3.2.2 采样和学习 (Samppng and Learning)36-40

    3.2.3 合并 (Merge)40-42

    3.3 本章小结42-44

    第四章 LAGE : 基因调控网络学习框架44-52

    4.1 先决条件 (Prerequisites)44-45

    4.2 功能模块详述 (Modules description)45-50

    4.2.1 切分重叠的基因团体 (Partition Overlapping Gene Commu-nities)45-46

    4.2.2 采样团体内的基因 (Sample Intra-Community Genes)46-48

    4.2.3 学习贝叶斯网络 (Learn Bayesian Network)48-49

    4.2.4 合并贝叶斯网络 (Ensemble Intra-Community Networks)49-50

    4.3 本章小结50-52

    第五章 实验52-64

    5.1 LAMA52-59

    5.1.1 数据集 (Dataset)52-53

    5.1.2 参数设置 (Parameter Setting)53-55

    5.1.3 实验设计 (Experimental Design)55-57

    5.1.4 性能评估 (Performance Evaluation)57-59

    5.2 LAGE59-64

    全文总结64-68

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