Моделирование биологических молекул на GPU (Biomolecular modeling on GPU)

Go to course

Source: www.coursera.org

7 sequences

Level : Introductory

Biology

Language : Russian

280 points

Users' reviews

0 reviews

Key Information

Free access

35 hours in total

About the content

Моделирование биологических молекул - одна из бурно развивающихся областей современной науки. В курсе даются основы строения биомолекул, примеры применения программных пакетов для молекулярного моделирования, разъясняются подходы к математическому описанию молекулярных систем и разбирается программная реализация этих подходов на центральном и графическом процессорах.

Read less

Review this resource

Syllabus

Неделя 1. Введение. Вычислительный эксперимент в биологии. Эксперимент, теория и моделирование. Биологические молекулы. Вода. Аминокислоты и первичная структура белка. Типы вторичных структур. Третичная и четверичная структура белка.

Неделя 2. Проблема фолдинга белков. Примеры белков и белковых комплексов. Эксперименты на единичных молекулах. Нуклеиновые кислоты. База данных белковых структур www.pdb.org. Пакет VMD для визуализации и анализа структуры биологических молекул.

Неделя 3. Молекулярная механика. Три фундаментальных принципа молекулярной механики: аддитивность, гипотеза переносимости и термодинамическая гипотеза. Понятие силового поля. Потенциальная функция и её параметры. Молекулярная динамика и крупнозернистое моделирование.

Неделя 4. Моделирование простой молекулы методами молекулярной динамики с использованием программного пакета NAMD2. Построение топологии системы: добавление недостающих атомов, молекул растворителя и ионов. Минимизация энергии, нагрев системы и равновесное моделирование.

Неделя 5. Графические процессоры (ГП). Архитектура ГП. Программирование на графических процессорах. Технология CUDA. Вычислительные ядра, работа с памятью ГП, организация работы программы. Пример.

Неделя 6. Численные методы молекулярной динамики и их реализация на центральном и графическом процессоре. Постановка задачи, реализация численного интегрирования уравнений движения.

Неделя 7. Численные методы молекулярной динамики и их реализация на центральном и графическом процессоре (продолжение). Реализация потенциалов ковалентного взаимодействия атомов. Реализация невалентного потенциала. Методы оптимизации расчёта.

Instructors

Go back to the top

Artem Zhmurov - Division of Computational Mathematics

Content Designer

Go back to the top

The Moscow Institute of Physics and Technology (State University), or MFTI, is a Russian university located in Dolgoproudny and Moscow.

The Moscow Institute of Physics and Technology was founded in February 1946 by the Russian Academy of Sciences at the urging of physicist Piotr Kapitsa: the aim was to create an elite scientific university. It was here that the Phystech pedagogy was instituted, enabling hand-picked students to put together their own study and research programme under the guidance of a tutor.

Platform

Go back to the top

Coursera is a digital company offering massive open online course founded by computer teachers Andrew Ng and Daphne Koller Stanford University, located in Mountain View, California.

Coursera works with top universities and organizations to make some of their courses available online, and offers courses in many subjects, including: physics, engineering, humanities, medicine, biology, social sciences, mathematics, business, computer science, digital marketing, data science, and other subjects.

You are the designer of this MOOC?

Integrate the reviews system