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龙图腾网恭喜西北工业大学申请的专利一种基于GPU加速的宏基因组物种定丰方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115756827B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211312534.9，技术领域涉及：G06F9/50；该发明授权一种基于GPU加速的宏基因组物种定丰方法是由徐韬;王璇;苏萌;张译;伊浩圆设计研发完成，并于2022-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于GPU加速的宏基因组物种定丰方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于GPU加速的宏基因组物种定丰方法，首先分析用户输入的需求，根据用户的输入参数，确定计算的方式；随后进行初始化，检查文件的完整性和版本，以此来确保本发明的稳定运行；确保完稳定性后，进行数据准备，为后续的GPU计算做准备，将所有的数据都存储在numpy格式的数组中；当前期的数据准备完成后，会通过python的numba包调用GPU，先将数据传输给GPU，然后进行两次GPU调用计算，前者作为中间结果，后者输出最终的每一个clade的相对丰度；最后本发明会根据用户输出的参数选择输出的文件格式，并保存在用户输入的保存文件中。本发明极大地提高了宏基因组分析的整体效率，准确性也在同类型的宏基因组分析软件中表现良好，具有很强的现实意义。

本发明授权一种基于GPU加速的宏基因组物种定丰方法在权利要求书中公布了：1.一种基于GPU加速的宏基因组物种定丰方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：初始化；读取用户输入；检查bowtie2的数据库和metaphlan的数据库是否安装，如果没有安装，或者数据库版本不是最新的，则自动安装；并且检查bowtie2是否是可执行的，如果没有安装bowtie2，则提醒用户安装；读取用户输入的文件类型，如果input_type是fasta或fastq类型，则调用bowtie2进行处理，将其转换为bowtie2out类型；在调用bowtie2之前，检查bowtie2的文件完整性、数据完整性；步骤2：数据准备；步骤2-1：读取pkl数据；读取metaphlan的数据库中的pkl文件，pkl文件中包含了宏基因组中marker和clade基因的对应关系，并在读取之后进行存储；步骤2：初始化npy文件；在首次运行宏基因组物种定丰过程时，初始化生成npy文件，具体为：将宏基因组物种定丰过程中的数据全部转为numpy格式，再将numpy格式的数据列表保存为npy文件；步骤3：前期数据准备；将所有在GPU上计算的数据全部存储在numpy数组中，包括：创建marker与reads之间的对应关系，每一个marker可以对应多个read，但每个read只会对应唯一的一个marker；创建每一个clade对应的父子关系，clade分为界门纲目科属种七类，以此来建立父子关系，使用numpy数组来保存父节点，以及父节点对应的所有子节点；最后准备输出文件需要的内容；步骤3：GPU加速计算；将步骤2的numpy数组传输到GPU上，随后通过numba包调用GPU进行计算；GPU计算分为两个部分，第一部分先分配GPU，然后计算每个clade所对应的marker的removed，然后根据removed计算rat_nreads，并按照nreads的大小排序，最后计算出rat和loc_ab，作为第二部分的数据输入；第二部分会重新分配GPU，并根据前一部分的输出数据计算每个clade的丰度；最后再将数据传回CPU，在CPU上进行整合；步骤4：输出；根据用户的输入参数决定最后的输出文件格式；在输出前，对宏基因组进行分析计算，最后输出的文件将存储在用户输入的路径中。

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