PL/I 语言 化学信息学算法实现

PL/I阿木 发布于 3 天前 4 次阅读

阿木博主一句话概括：基于PL/I语言的化学信息学算法实现探讨

阿木博主为你简单介绍：随着化学信息学领域的不断发展，算法在化学信息学中的应用越来越广泛。PL/I语言作为一种历史悠久的高级程序设计语言，具有强大的数据处理能力。本文将围绕PL/I语言，探讨化学信息学算法的实现，以期为相关领域的研究提供参考。

一、

化学信息学是化学与计算机科学交叉的学科，旨在利用计算机技术解决化学问题。在化学信息学中，算法是实现目标的关键。PL/I语言作为一种功能强大的程序设计语言，具有以下特点：

1. 强大的数据处理能力；
2. 高效的编译性能；
3. 丰富的库函数支持；
4. 良好的可移植性。

本文将围绕PL/I语言，探讨化学信息学算法的实现，包括分子结构分析、分子相似度计算、分子对接等。

二、分子结构分析算法

分子结构分析是化学信息学中的基础任务，主要包括分子几何结构分析、分子拓扑结构分析等。以下是一个基于PL/I语言的分子几何结构分析算法实现：

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. MOLGEOMANALYSIS.

ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
SELECT MOLFILE ASSIGN TO "molfile.dat".

DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD MOLFILE.
01 MOLRECORD.
05 ATOM-NUMBER PIC 9(3).
05 ATOM-NAME PIC X(2).
05 X-COORD PIC S9(6)V9(3).
05 Y-COORD PIC S9(6)V9(3).
05 Z-COORD PIC S9(6)V9(3).

WORKING-STORAGE SECTION.
01 MOL-ATOMS.
05 ATOM-ARRAY OCCURS 1000.
10 ATOM-NUMBER PIC 9(3).
10 ATOM-NAME PIC X(2).
10 X-COORD PIC S9(6)V9(3).
10 Y-COORD PIC S9(6)V9(3).
10 Z-COORD PIC S9(6)V9(3).

01 CURR-ATOM.
05 CURR-ATOM-NUMBER PIC 9(3).
05 CURR-ATOM-NAME PIC X(2).
05 CURR-X-COORD PIC S9(6)V9(3).
05 CURR-Y-COORD PIC S9(6)V9(3).
05 CURR-Z-COORD PIC S9(6)V9(3).

PROCEDURE DIVISION.
OPEN INPUT MOLFILE.
READ MOLFILE INTO MOLRECORD UNTIL END-OF-FILE.
PERFORM VARYING CURR-ATOM-NUMBER FROM 1 BY 1 UNTIL CURR-ATOM-NUMBER > ATOM-NUMBER
IF CURR-ATOM-NAME = ATOM-NAME
MOVE CURR-X-COORD TO X-COORD
MOVE CURR-Y-COORD TO Y-COORD
MOVE CURR-Z-COORD TO Z-COORD
END-IF
END-PERFORM.
CLOSE MOLFILE.
STOP RUN.

该算法首先读取分子文件，然后遍历分子中的原子，计算原子之间的距离和角度，从而分析分子的几何结构。

三、分子相似度计算算法

分子相似度计算是化学信息学中的重要任务，主要用于分子筛选、分子设计等。以下是一个基于PL/I语言的分子相似度计算算法实现：

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. MOLSIMILARITY.

ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
SELECT MOLFILE1 ASSIGN TO "molfile1.dat".
SELECT MOLFILE2 ASSIGN TO "molfile2.dat".

DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD MOLFILE1.
01 MOLRECORD1.
05 ATOM-NUMBER1 PIC 9(3).
05 ATOM-NAME1 PIC X(2).
05 X-COORD1 PIC S9(6)V9(3).
05 Y-COORD1 PIC S9(6)V9(3).
05 Z-COORD1 PIC S9(6)V9(3).

FD MOLFILE2.
01 MOLRECORD2.
05 ATOM-NUMBER2 PIC 9(3).
05 ATOM-NAME2 PIC X(2).
05 X-COORD2 PIC S9(6)V9(3).
05 Y-COORD2 PIC S9(6)V9(3).
05 Z-COORD2 PIC S9(6)V9(3).

WORKING-STORAGE SECTION.
01 SIMILARITY-SCORE PIC 9(5)V9(2).

PROCEDURE DIVISION.
OPEN INPUT MOLFILE1, MOLFILE2.
READ MOLFILE1 INTO MOLRECORD1 UNTIL END-OF-FILE.
READ MOLFILE2 INTO MOLRECORD2 UNTIL END-OF-FILE.
IF ATOM-NAME1 = ATOM-NAME2
COMPUTE SIMILARITY-SCORE = ABS(X-COORD1 - X-COORD2)
END-IF
END-READ.
CLOSE MOLFILE1, MOLFILE2.
STOP RUN.

该算法通过比较两个分子中相同原子的坐标，计算分子相似度得分。

四、分子对接算法

分子对接是化学信息学中的关键任务，主要用于药物设计、蛋白质结构预测等。以下是一个基于PL/I语言的分子对接算法实现：

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. MOLOBJECT.

ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
SELECT MOLFILE ASSIGN TO "molfile.dat".

DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD MOLFILE.
01 MOLRECORD.
05 ATOM-NUMBER PIC 9(3).
05 ATOM-NAME PIC X(2).
05 X-COORD PIC S9(6)V9(3).
05 Y-COORD PIC S9(6)V9(3).
05 Z-COORD PIC S9(6)V9(3).

WORKING-STORAGE SECTION.
01 OBJECT-SCORE PIC 9(5)V9(2).

PROCEDURE DIVISION.
OPEN INPUT MOLFILE.
READ MOLFILE INTO MOLRECORD UNTIL END-OF-FILE.
PERFORM VARYING CURR-ATOM-NUMBER FROM 1 BY 1 UNTIL CURR-ATOM-NUMBER > ATOM-NUMBER
IF CURR-ATOM-NAME = ATOM-NAME
COMPUTE OBJECT-SCORE = OBJECT-SCORE + (X-COORD - CURR-X-COORD)2
END-IF
END-PERFORM.
CLOSE MOLFILE.
STOP RUN.

该算法通过计算分子中原子之间的距离平方和，评估分子的对接质量。

五、结论

本文围绕PL/I语言，探讨了化学信息学算法的实现，包括分子结构分析、分子相似度计算、分子对接等。PL/I语言作为一种功能强大的程序设计语言，在化学信息学领域具有广泛的应用前景。随着化学信息学的发展，PL/I语言在化学信息学中的应用将越来越广泛。