Bakalářská práce

Virtual Research Environment for Molecular Dynamics Simulation Experiments

Filip Krása, učo 550640
Anotace

Simulace molekulární dynamiky (MD) jsou klíčové pro počítačový návrh léčiv a biologický výzkum. Jejich každodenní využití přesto naráží na čtyři omezení. Prvním je absence systematického ladění výkonu. Druhým je orientace dominantních simulačních nástrojů na příkazovou řádku. Třetím je chybějící standardizovaná správa dat. Čtvrtým je odtržení analýzy od zbytku pracovního postupu. Tato práce představuje …více

Abstract

Molecular dynamics (MD) simulations are essential for computational drug discovery and biological research. Their day-to-day use is nevertheless constrained by four limitations: the absence of systematic performance tuning, the command-line nature of the dominant simulation engines, the lack of standardized data stewardship, and the disconnection of analysis from the rest of the workflow. This thesis …více

Klíčová slova
Molecular Dynamics MDDash GROMACS AMBER GROMACS Tuner BioBB Mol* JupyterHub Kubernetes MDRepo InvenioRDM e-INFRA CZ
Zadání práce

The thesis will design and implement a prototype of MDDash, a wizard-style web application built on JupyterHub in Kubernetes that emphasizes efficient use of HPC resources and reproducible execution captured as provenance in Jupyter notebooks; the system will support automated performance tuning of GROMACS runs (MPI/OMP and CPU/GPU configuration), integrate an analysis/visualization stage, and enable direct publication of results to an InvenioRDM repository with rich automatically extracted metadata using Gromacs Metadump, while keeping the architecture extensible for user-contributed workflows and future support of additional MD engines.

  • Analyze requirements and existing MD web portals; define functional/non-functional requirements for MDDash

  • Design the system architecture on JupyterHub + Kubernetes (auth via OAuth2, user isolation, workflow execution model)

  • Implement the 5-stage wizard flow: preparation > tuning > production > analysis > publishing

  • Implement automated tuning experiments for short benchmark runs and selection of the best resource/performance trade-off

  • Integrate metadata extraction via Gromacs Metadump and create draft InvenioRDM records from results

  • Deliver deployment artifacts (Helm charts), documentation, and an evaluation on representative MD use cases
     

The created code will be publicly available in the MUNI Information System under the MIT license
Administrativní informace
Práce zkontrolována:
21. 5. 2026 12:55, Mgr. Adrián Rošinec, učo 469240
Plný text práce
2 MB / soubor PDF
Přílohy (1)
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
23. 6. 2026
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

Mgr. Adrián Rošinec, učo 469240
KPSK FI MU

Oponent

Mgr. Samuel Gorta, učo 456658
KSUZD FI MU
Citovat tuto práci
Masarykova univerzita Fakulta informatiky
Studijní program
Plán
Programování a vývoj aplikací

Práce na příbuzné téma

Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.

Podobné práce

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.

  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.

  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.

  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.

  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.