解决NP问题的DNA编码技术

NP问题是密码学中的一个难题,用DNA计算解决NP问题是目前DNA密码研究的一个热点。文章阐述了DNA编码问题及约束条件,归纳出用DNA计算解决NP问题的基本步骤,分析了Adleman解决哈密尔顿回路问题的实验中DNA编码的质量,提出了可选的更好的编码,并总结了目前DNA编码研究中存在的问题。     

基于DNA计算的图像模板匹配算法

针对已有的图像匹配算法都是在小规模基础上的统计识别方法,均是串行运算,对样本的训练和目标识别都须进行大量复杂的运算,难以适应大规模图像比对的问题,利用DNA计算强大的并行性,提出了一种基于DNA计算的图像模板匹配算法.首先,将二进制的图像信号编码为满足一系列约束并允许一定非特异性杂交的DNA序列;然后,通过DNA退火反应得到匹配问题的解;最后,利用这一算法得出的128个单链DNA编码进行了数字图像模板匹配的仿真实验.仿真结果表明DNA计算应用于大规模图像匹配问题是可行的.     

走近未来的DNA计算机

DNA计算机的概念和主要特点 利用特定的DNA结构--DNA核酶可以构建各种DNA分子逻辑门,这为DNA计算机的发展奠定了基础.DNA计算是计算机科学和分子生物学相结合而发展起来的新兴研究领域.而DNA计算机是一种生物形式的计算机.它是利NDNA（脱氧核糖核酸）建立的一种完整的信息技术形式，以编码的DNA序列（通常意义上计算机内存）为运算对象，     

分子生物计算在逻辑演算中的应用

DNA计算是一种基于生化反应机理的新型信息处理模式,与基于图灵机思想的电子计算机原理截然不同。近年来,DNA分子生物计算理论、实验技术的快速发展为DNA计算机的实现技术提供了一种新的理论和手段。文章首次尝试了DNA计算在逻辑演算中的应用,拓宽了DNA计算的应用领域。模型的最大优点是反应物可以在溶液中充分混合接触而进行生化反应,充分体现了DNA计算巨大并行性的优点,另外编码数和操作数都是线性增加的。     

基于闭环DNA的边着色问题DNA算法

提出一种新的DNA计算模型——闭环DNA计算模型。引进了批删除实验。讨论了其实现过程；提出并证明了边着色问题的基本定理，设计并实现了闭环DNA计算算法．该算法将边的DNA编码分为两部分，一部分存储边和色位置的二维数据，另一部分存储色号值；在DNA计算的主体部分用批删除实验得到全部正常的边着色，并通过电泳实验和检测实验获得χ′^-正常边着色．举例说明了算法的有效性和可行性．     

双编码方式求解整数规划问题的DNA算法

DNA计算是以DNA分子作为数据的一种新型计算模式,在DNA计算中首要面对的问题是编码问题。文中提出了一种双编码方法,利用这种编码方法使得在DNA计算的读解过程类似于DNA测序过程,容易实现自动化操作。基于该编码方法所建立的DNA计算模型可用于求解整数规划问题,只需有限的几次PCK反应即可读取问题的可行解。与其他DNA算法相比,该算法具有操作简单、易于实现的优点。     

DNA计算的研究现状与展望

基于硅材料的微电子技术由于工艺技术和基本理论上的局限,使得现有电子计算机无法满足科技发展对计算能力的需求.由于具有超强的并行运算能力和巨大的数据存储能力,DNA计算始终是新型计算机领域研究的热门.DNA计算的研究已经涉及到DNA计算模型、 DNA计算机系统、 DNA计算的应用等诸多方面.文章从DNA计算流程、DNA计算模型、DNA计算机、DNA计算应用研究等几个方面,综述了DNA计算研究的现状.同时,也指出了DNA计算存在的问题,并从DNA编码设计、DNA计算噪声控制等方面阐述了未来研究方向.相信随着生物技术、纳米技术等的进一步发展,DNA计算一定能够发挥出自身的优势和潜力,能够为国防建设、信息安全、基础科学研究、生命科学研究等方面提供更好的服务.     

求解接点网络问题的DNA算法

利用DNA的二级结构——发卡构形，给出了求解接点网络问题的DNA算法．首先用DNA分子编码接点网络问题，然后利用DNA分子的自组装和形成二级结构的能力来求解问题．算法具有自动化实现计算的特点，计算所需的实验操作比Lipton提出的算法少，同时计算所需的DNA量也比Lipton提出的算法少．     

DNA计算机

脱氧核糖核酸（简称DNA）是生物体内的一种具有双螺旋结构的遗传物质,用DNA可以进行运算,即构成的DNA计算机能很快地求解复杂的问题;以DNA编码为信息的载体,DNA计算机中的输入和输出设备都是DNA的,链用一系列二进制的数代表所求问题中的变量,用DNA中特有的寡核苷酸序列表示这些二进制的数,再将DNA利用分子生物和化学组装技术组装到芯片上,利用DNA杂交化学方法,排除各种代表不正确解的寡核苷酸序列,最后通过聚合酶链式反应（PCR）和各种检测技术读出保留在芯片上的DNA序列,读出的DNA序列所代表的二进制数即为所求问题的解,本文将从DNA运算过程入手,介绍DNA计算机的原理和DNA计算机的若干最新研究进展。     

基于链置换神经网络的印刷体汉字数字识别

链置换技术是一种体外恒温无酶的分子计算技术,近年来已成为DNA计算领域的常用技术,而人工神经网络是一种模仿生物神经网络结构和功能的计算模型。基于链置换技术可以用生物分子构建神经网络,并作为分类器用于执行各种模式识别任务。文章以链置换逻辑门为基础,构建了一个赢家通吃的分子神经网络计算系统,完成了印刷体汉字数字的模式识别任务。首先将代表数字模式的图片转化成用DNA序列编码的分子数据,再将人工合成的DNA数据链输入到分子神经网络计算系统中,该网络能够利用DNA链置换技术执行生物分子计算,从而实现对输入DNA数据模式的分类,最终的分类结果将会通过荧光分子修饰单链DNA输出,并通过光电信号转换自动识别。仿真实验和生物实验证明了基于链置换的分子神经网络可以出色地完成印刷体汉字数字识别的任务。     

基于分子重组技术的DNA计算

DNA计算是计算科学和分子生物学相结合的新领域。目前关于DNA计算的研究主要是抽象的计算模型和简单的原理性试验。DNA剪接计算模型是以生物DNA分子重组技术为基础的文法系统。本文主要介绍DNA剪接计算模型的文法结构及计算方法,证明了DNA剪接模型可以计算所有图灵机可计算函数。     

DNA计算的应用与展望

DNA 计算机是当前研究的热点问题，我国的研究刚刚起步，本文详细论述了DNA序列的概念及性质，DNA计算的原理，同时介绍了DNA计算的研究进展概况。     

DNA计算在电路设计中的应用

讨论了DNA计算的机理,给出了DNA计算的基本生化实验.对电路布线问题,提出了DNA算法,即首先对导线的顺序进行DNA编码,其次通过杂交反应产生所有可行解,最后通过电泳实验得到最优解.对所得结果进行检测时采用了DNA芯片和分子信标技术,对探针进行生物素标记解读出最优解.该算法的核心运算是杂交反应,算法总的操作次数为n 3,其中n为电路布线问题的规模.最后,通过6对接线柱的例子说明了DNA算法的有效性和正确性.     

DNA粘接计算模型及其应用

DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法。应用形式语言及自动机理论技术研究DNA计算理论,有利于推动理论计算科学的发展。本文根据DNA分子的结构及特点给出了DNA分子的形式化描述,介绍了DNA粘接计算模型的文法结构和计算能力,并应用DNA计算方法求解3-SAT问题。     

基于DNA计算的指派问题

给出了推广的闭环DNA计算模型及其生化实验.用闭环DNA计算模型设计出了指派问题的DNA算法.对决策变量进行4组DNA编码来存放决策变量和效益值;通过有目的的终止技术和删除实验得到指派问题的全部可行解;通过批接入实验、电泳实验和检测实验获得最优指派问题的最优解.举例说明了算法的可行性.最后讨论了推广的闭环DNA计算模型的应用前景和不足之处.     

最大团问题的三链DNA计算模型

本文研究利用三链DNA求解最大团问题。首先将最大团问题中的顶点编码为DNA片段,进行生化反应,组合成所有可能的情况,然后利用三链模型对解进行筛选,最终得到图的最大团。该模型降低了编码的复杂度,提高了检测效率,其他的NP(Non-deterministic Polynomial)问题也可用此方法来求解。     

MO_DE:一种结合多目标优化机制的DNA编码序列算法

针对现有DNA计算中存在的编码序列设计稳定性不足、可靠性不完善等问题,充分考虑基本编码问题,设计出一种基于多目标优化机制的DNA编码序列设计算法(MO_DE:multiobjective design algorithm)。在一定的约束条件下,该算法利用了多目标优化机制以及采取小种蚁群算法,将h-distance因子添加到单链DNA架构中,建立一种DNA序列公用方法。通过模拟实验表明,该算法与同类型算法相比,在计算效率、优化性方面具有一定优势。     

DNA计算原理与发展

DNA计算是一种摸拟生物分子DNA的结构并借助分子生物技术进行计算的新方法,为NP完全问题的解决提供了一种全新的途径,具有广阔的应用前景。本文首先介绍了DNA计算的基本思想;然后综述了DNA算例及其模型;指出了DNA计算的应用及目前存在的问题;最后对DNA计算的发展前景进行展望。     

DNA正则语言与DNA正则文法的对应关系

以生物学的相关知识为背景,在国内外对DNA计算与DNA计算机研究的基础上,利用DNA分子链具有的Watson-Crick互补结构和其巨大的并行性这两大生物特征所呈现的数学特征,在经典自动机的基础上定义了DNA自动机、DNA正则语言及DNA正则文法,并证明DNA正则语言与DNA正则文法的对应关系.     

DNA计算及DNA计算机的研究进展

概述了DNA计算的基本原理、DNA计算的应用和DNA计算机的研究进展及存在问题，基于DNA生化反应的计算机称为DNA计算机，由于其采用一种完全不同于传统计算机的运算逻辑与存贮方式，DNA计算机在解决某些复杂问题时具有传统计算机无法比拟的优势，目前国际上关于DNA计算和DNA分子生物计算机的研究方兴未艾，极大地推进了DNA计算机的研究过程。