MCSim

الموسوعة الحرة

GNU MCSim عبارة عن مجموعة برامج محاكاة . تتيح للمستخدمين تصميم نماذج إحصائية أو نماذج محاكاة ، وإجراء محاكاة مونت كارلو ، والاستدلال البايزي من خلال محاكاة مونت كارلو لسلسلة ماركوف (MCMC). يدعم الإصدار الأخير الحوسبة المتوازية لمحاكاة مونت كارلو أو MCMC.

وصف

برنامج GNU MCSim هو أداة محاكاة واستدلال إحصائي لأنظمة المعادلات الجبرية أو التفاضلية ، وهو مُحسَّن لإجراء تحليل مونت كارلو. يتألف البرنامج من مُولِّد نماذج ومحرك محاكاة .

  • يُسهّل مُولّد النماذج تعريف النماذج الهيكلية وصيانتها، مع الحفاظ على وقت تنفيذ قصير. يُكتب النموذج باستخدام قواعد نحوية بسيطة، ويُترجمه المُولّد إلى شفرة مصدرية بلغة C. بدءًا من الإصدار 5.3.0، يُمكن أيضًا استخدام النماذج المكتوبة بلغة ترميز بيولوجيا الأنظمة ( SBML ).
  • محرك المحاكاة عبارة عن مجموعة من الإجراءات الروتينية المرتبطة بالنموذج لإنتاج رمز قابل للتنفيذ. والنتيجة هي إمكانية تشغيل عمليات محاكاة نموذج هيكلي في ظل ظروف متنوعة.

يستخدم البرنامج داخلياً مكتبة جنو العلمية لبعض حساباته العددية.

تاريخ

بدأ المشروع عام ١٩٩١ في بيركلي عندما قام دون مازل وفريدريك واي. بوا بترجمة برنامج كان بوا قد طوره في جامعة هارفارد لأطروحته للدكتوراه ، وإعادة تنظيمه بلغة سي . كان الدافع الرئيسي وراء هذا العمل هو القدرة على تطوير نماذج حركية دوائية قائمة على الأسس الفيزيولوجية (PBPK) بسرعة وسهولة. مع ذلك، تم تعريف الصيغة البرمجية بعمومية كافية تسمح بحل العديد من المعادلات الجبرية والتفاضلية العادية من الدرجة الأولى . أُضيفت إمكانية إجراء محاكاة مونت كارلو بكفاءة في وقت مبكر، لتلبية احتياجات البحث للمجموعة. أُتيح الكود مجانًا من خادم في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. دفعت المناقشات مع ستيوارت بيل في كلية الصيدلة بجامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو (UCSF)، الفريق إلى دراسة استخدام تقنيات مونت كارلو لسلاسل ماركوف لمعايرة نماذج PBPK . طوّر مازل الكود المقابل خلال مشروع بالتعاون مع أندرو جيلمان ، الذي كان آنذاك أستاذًا في قسم الإحصاء بجامعة كاليفورنيا، بيركلي (UC Berkeley). أتاح كود إضافي كتبه كين ريفزان تعريف ومعايرة النماذج الإحصائية الهرمية (متعددة المستويات) باستخدام الإحصاء البايزي. في ذلك الوقت (حوالي عام ١٩٩٦)، كانت هذه الإمكانيات فريدة من نوعها لبرنامج مجاني التوزيع، سهل الوصول إليه، وقوي للغاية ومتعدد الاستخدامات. ومنذ ذلك الحين، يتم صيانة البرنامج وتطويره باستمرار.

سجل الإصدارات

  • 6.2.0 (3 يونيو 2020)
  • 6.1.0 (19 فبراير 2019)
  • 6.0.1 (5 مايو 2018)
  • 6.0.0 (24 فبراير 2018)
  • 5.6.6 (21 يناير 2017)
  • 5.6.5 (27 فبراير 2016)
  • 5.6.4 (30 يناير 2016)
  • 5.6.3 (1 يناير 2016)
  • 5.6.2 (24 ديسمبر 2015)
  • 5.6.1 (21 ديسمبر 2015)
  • 5.6.0 (16 ديسمبر 2015)
  • 5.5.0 (17 مارس 2013)
  • 5.4.0 (18 يناير 2011)
  • 5.3.1 (3 مارس 2009)
  • 5.3.0 (12 يناير 2009)
  • 5.2 بيتا (29 يناير 2008)
  • 5.1beta (18 سبتمبر 2006)
  • 5.0.0 (4 يناير 2005)
  • 4.2.0 (15 أكتوبر 2001)
  • 4.1.0 (1 أغسطس 1997)
  • 4.0.0 (24 مارس 1997)
  • 3.6.0
  • 3.3.2

الترخيص

برنامج GNU MCSim هو برنامج مجاني؛ يمكنك إعادة توزيعه و/أو تعديله بموجب شروط رخصة جنو العمومية العامة كما نشرتها مؤسسة البرمجيات الحرة ؛ سواء الإصدار 3، أو أي إصدار لاحق، حسب اختيار المستخدم.

توافر المنصة

يتوفر كود المصدر بلغة C ويمكن تجميعه على أي جهاز مزود بمترجم C. يجب أن تكون مكتبة GNU العلمية متاحة أيضًا على النظام المستهدف لاستخدام بعض التوزيعات الإضافية في النماذج الإحصائية. لاستخدام إمكانيات ترجمة SBML، يجب تثبيت مكتبة LibSBLM . بدءًا من الإصدار 6.0.0، يتم استخدام مُكامل Sundials Cvodes أيضًا. للاستفادة من الحوسبة المتوازية (من الإصدار 6.2.0 فصاعدًا)، يجب تثبيت مكتبة واجهة تمرير الرسائل (MPI).

انظر أيضاً

مراجع

Bois F., Maszle D., 1997, MCSim: A simulation program, Journal of Statistical Software, 2(9): http://www.stat.ucla.edu/journals/jss/v02/i09 .

Jonsson F., Johanson G., 2003, The Bayesian population approach to physiological toxicokinetic-toxicodynamic models – An example using MCSim software, Toxicology Letters 138:143-150.

Bois F., 2009, GNU MCSim: Bayesian statistical inference for SBML-coded systems biology models, Bioinformatics, 25:1453-1454, doi: 10.1093/bioinformatics/btp162.

Allen BC, Hack EC, Clewell HJ, 2007, استخدام تحليل سلسلة ماركوف مونت كارلو مع نموذج حركي دوائي قائم على علم وظائف الأعضاء لميثيل الزئبق لتقدير التعرض لدى النساء الأمريكيات في سن الإنجاب، تحليل المخاطر، 27:947-959.

Covington TR, Gentry PR, et al., 2007, The use of Markov chain Monte Carlo irregular analysis to support a Public Health Goal for perchloroethylene, Regulatory Toxicology and Pharmacology , 47:1-18.

ديفيد آر إم، كليويل إتش جيه، وآخرون، 2006، التقييم المنقح لمخاطر الإصابة بالسرطان نتيجة التعرض لثنائي كلورو الميثان II. تطبيق الأساليب الاحتمالية على تحديد مخاطر الإصابة بالسرطان. علم السموم التنظيمي وعلم الأدوية 45: 55-65.

Franks SJ, Spendiff MK, et al., 2006, Physiologically based pharmacokinetic modelling of human exposure to 2-butoxyethanol, Toxicology Letters 162:164-173.

Hack EC, 2006, التحليل البايزي للنماذج الحركية السمية والديناميكية السمية القائمة على علم وظائف الأعضاء، علم السموم، 221:241-248.

Hack EC, Chiu WA, et al., 2006, Bayesian population analysis of a harmonized physiologically based pharmacokinetic model of trichloroethylene and its metabolites, Regulatory Toxicology and Pharmacology, 46:63-83.

Lyons MA, Yang RSH, Mayeno AN, Reisfeld B. 2008, علم السموم الحاسوبي للكلوروفورم: قياس الجرعات العكسي باستخدام الاستدلال البايزي، ومحاكاة سلسلة ماركوف مونت كارلو، وبيانات الرصد البيولوجي البشري، منظورات الصحة البيئية، 116:1040-1046.

مارينو، دي جيه، إتش. كليويل، وآخرون، 2006، التقييم المنقح لمخاطر الإصابة بالسرطان بسبب ثنائي كلورو الميثان: الجزء الأول: نمذجة PBPK البايزية ونمذجة الاستجابة للجرعة في الفئران، علم السموم التنظيمي وعلم الأدوية 45:44-54.

Mezzetti M., Ibrahim JG, et al., 2003, A Bayesian cutteral model for the evaluation of 1,3-butadiene metabolism, Journal of the Royal Statistical Society, Series C, 52:291-305.