刚性生物化学反应系统的随机模拟方法开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题的意义：

自然界各种各样的生命活动都是基于生物化学反应的，生物化学反应促成了这多姿多彩的世界。生命的基本单位是细胞，细胞活动的基础是一整套精密而复杂的化学反应网络。从化学反应基本原理出发理解生命活动的规律已经成为生物学研究中的一个重要课题，在对生物系统的研究过程中，仅通过实验方法很难了解复杂的调控网络行为，而通过建立数学模型和计算机模拟的方法是了解复杂系统行为，特别是某些动力学性质的重要手段，也是当前研究生物化学反应的主要方法之一。

国内外研究概况：

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

1、生物化学反应系统的随机模拟算法；

2、刚性生物化学反应的慢尺度随机模拟算法。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

公式运用，理论分析，数值实验，实验结果分析。

技术路线：

4. 研究创新点

SSA算法是一个有效的随机模拟方法，但是在宽范围时间尺度系统中计算效率比较低，相比之下ssSSA效率高，具体到数字上是运行SSA所花的时间比ssSSA所花的时间多。当且仅当系统满足模拟条件时，我们可以使用ssSSA方法。ssSSA方法的重点是计算慢尺度函数，这个方法是SSA的近似和加速。

5. 研究计划与进展

1、先收集相关随机模拟算法的文献，将前人的相关研究重复出来并整理出来。

2、在前人工作的基础上，提出我们自己的想法并付诸实践。

3、系统学习随机模拟算法、随机化学动力学的基本理论，学会熟练掌握随机模拟的理论分析方法，获得较多的数值实验经验。