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Implementation of 3D spatial indexing and compression in a large-scale molecular dynamics simulation database for rapid atomic contact detection

机译：在大规模分子动力学模拟数据库中实现3D空间索引和压缩以快速进行原子接触检测

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BackgroundMolecular dynamics (MD) simulations offer the ability to observe the dynamics and interactions of both whole macromolecules and individual atoms as a function of time. Taken in context with experimental data, atomic interactions from simulation provide insight into the mechanics of protein folding, dynamics, and function. The calculation of atomic interactions or contacts from an MD trajectory is computationally demanding and the work required grows exponentially with the size of the simulation system. We describe the implementation of a spatial indexing algorithm in our multi-terabyte MD simulation database that significantly reduces the run-time required for discovery of contacts. The approach is applied to the Dynameomics project data. Spatial indexing, also known as spatial hashing, is a method that divides the simulation space into regular sized bins and attributes an index to each bin. Since, the calculation of contacts is widely employed in the simulation field, we also use this as the basis for testing compression of data tables. We investigate the effects of compression of the trajectory coordinate tables with different options of data and index compression within MS SQL SERVER 2008.
机译：背景分子动力学（MD）仿真提供了观察整个大分子与单个原子的动力学和相互作用随时间变化的能力。以实验数据为背景，模拟中的原子相互作用提供了对蛋白质折叠，动力学和功能机制的洞察力。从MD轨迹计算原子相互作用或接触是计算上的需求，并且所需的功随模拟系统的大小呈指数增长。我们在多TB MD仿真数据库中描述了空间索引算法的实现，该算法显着减少了发现联系人所需的运行时间。该方法应用于Dynameomics项目数据。空间索引，也称为空间散列，是一种将模拟空间划分为规则大小的bin，并将索引分配给每个bin的方法。由于联系人的计算已广泛应用于模拟领域，因此我们也将其用作测试数据表压缩的基础。我们研究在MS SQL SERVER 2008中使用数据的不同选项和索引压缩对轨迹坐标表进行压缩的效果。

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