Araştırma Makalesi

DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması

Cilt: 38 Sayı: 2 7 Ekim 2022
PDF İndir
TR EN

DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması

Öz

Dizi eşleştirme algoritmaları tıp, biyoinformatik, biyoloji gibi birçok alandaki çeşitli uygulamaları nedeniyle bilgisayar bilimindeki önemli çalışma konularından olmuştur. Son yıllarda yeni algoritmalar geliştirilerek metin üzerinde dizi eşleştirme işlemleri hızlandırılmıştır. Dizi eşleştirme algoritmaları tekli ve çoklu olmak üzere iki kısma ayrılır. Çoklu kesin dizi eşleştirme algoritmaları verilen bir T metni içinde d adet P desenlerinin bulunmasını içerir. Bu çalışmada, hash tabanlı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritmalarından olan Wu-Manber algoritması ele alınmıştır. Wu-Manber algoritması etkili bir algoritma olmasına rağmen hash çakışmaları gibi bazı kısıtlamalara sahiptir. Çalışmamızda bu eksikliklere yönelik yeni yaklaşım önerilmiştir. Önerilen yaklaşımda, geleneksel Wu-Manber algoritmasının aksine, DNA sekanslarında hash çakışmasını kaldıran hash fonksiyonu kullanarak dizilerdeki arama işlemi q-gram hash karşılaştırması ile gerçekleştirilmiştir. Önerilen yaklaşım literatürde sıkça kullanılan çoklu kesin dizi eşleştirme algoritmalarıyla E. Coli ve Human Chromosome1 veri setinde karşılaştırmalar yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucu önerilen yöntemin Wu-Manber algoritmasına kıyasla önerilen yaklaşımda ortalama çalışma zamanı, ortalama karakter ve hash karşılaştırma sayısı gibi performans metrikleri açısından daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca, önerilen yaklaşımın Aho Corasick (AC) ve Commentz Walter (CW) gibi iyi bilinen algoritmalardan daha verimli olduğu gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. 1. Sukhanov S., Wu R., Debes C., Zoubir A. M. Dynamic pattern matching with multiple queries on large scale data streams. Signal Processing, 171, 107402, 2020. Doi: 10.1016/j.sigpro.2019.107402
  2. 2. Song S., Gu G., Ryu C., Faro S., Lecroq T., Park K. Fast algorithms for single and multiple pattern Cartesian tree matching. Theoretical Computer Science, 849, 47-63, 2021. Doi: 10.1016/j.tcs.2020.10.009
  3. 3. Aldwairi M., Hamzah A. Y., Jarrah M. MultiPLZW: a novel multiple pattern matching search in LZW-compressed data. Computer Communications, 145, 126-136, 2019. Doi: 10.1016/j.comcom.2019.06.011
  4. 4. Kumar S., Singh S., Khatoon A., Agarwal S. A Multiple String and Pattern Matching Algorithm Using Context-Free Grammar, In Emerging Trends in Expert Applications and Security, Springer, Singapore, vol. 841, 97-102, 2019. Doi: 10.1007/978-981-13-2285-3_12
  5. 5. Singh M., Sharma V. ASCII based Sequential Multiple Pattern Matching Algorithm for High Level Cloning. INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED COMPUTER SCIENCE AND APPLICATIONS, 8(6), 271-276, 2017. Link: https://pdfs.semanticscholar.org/df05/c9dda727a6ed18a3b840e1a3f53abbd71ee4.pdf
  6. 6. Faro S., Külekci M. O. Towards a Very Fast Multiple String Matching Algorithm for Short Patterns, In Stringology, (pp. 78-91), 2013. Link: Scholar
  7. 7. Ho T., Cho S., Oh S., Parallel multiple pattern matching schemes based on Cuckoo filter for deep packet inspection on graphics processing units, IET Inf. Secur, 12(4), 381–388, 2018. Doi: 10.1049/iet-ifs.2017.042
  8. 8. Nunes L. S. N., Bordim J. L., Ito Y., Nakano K., A Rabin-Karp Implementation for Handling Multiple Pattern-Matching on the GPU, IEICE Transactions on Information and Systems, 103(12), 2412-2420, 2020. Doi: 10.1587/transinf.2020PAP0002

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

7 Ekim 2022

Gönderilme Tarihi

11 Haziran 2021

Kabul Tarihi

16 Nisan 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 38 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Karcıoğlu, A. A., & Bulut, H. (2022). DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38(2), 875-888. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.951157
AMA
1.Karcıoğlu AA, Bulut H. DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması. GUMMFD. 2022;38(2):875-888. doi:10.17341/gazimmfd.951157
Chicago
Karcıoğlu, Abdullah Ammar, ve Hasan Bulut. 2022. “DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38 (2): 875-88. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.951157.
EndNote
Karcıoğlu AA, Bulut H (01 Ekim 2022) DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38 2 875–888.
IEEE
[1]A. A. Karcıoğlu ve H. Bulut, “DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması”, GUMMFD, c. 38, sy 2, ss. 875–888, Eki. 2022, doi: 10.17341/gazimmfd.951157.
ISNAD
Karcıoğlu, Abdullah Ammar - Bulut, Hasan. “DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38/2 (01 Ekim 2022): 875-888. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.951157.
JAMA
1.Karcıoğlu AA, Bulut H. DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması. GUMMFD. 2022;38:875–888.
MLA
Karcıoğlu, Abdullah Ammar, ve Hasan Bulut. “DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 38, sy 2, Ekim 2022, ss. 875-88, doi:10.17341/gazimmfd.951157.
Vancouver
1.Abdullah Ammar Karcıoğlu, Hasan Bulut. DNA sekansları için q-gram hash karşılaştırmasına dayalı çoklu kesin dizi eşleştirme algoritması. GUMMFD. 01 Ekim 2022;38(2):875-88. doi:10.17341/gazimmfd.951157

Cited By