DNA芯片在最短公共超串问题中的应用

DNA芯片技术是近年来生命科学与信息科学的新兴研究领域,其突出特点在于它的高度并行性、多样化、微型化以及自动化.最短公共超串问题是计算机科学中的NP-完全问题.笔者在DNA计算和DNA芯片基础上,提出了基于DNA芯片解决最短公共超串问题的DNA计算新模型.该模型可对信息高度并行获取,并且具有操作易自动化的优点.     

基于k-臂分子求解最短路径的DNA计算模型

为有效求解最短路径问题, 避免传统算法计算量大、 求解时间长的问题, 充分发挥DNA(Deoxyribo Nuclec Acid)计算的并行性在求解复杂计算问题的优势, 提出一种基于k-臂分子和粘贴计算求解最短路径问题的DNA计算模型, 阐述了顶点、边及权值的编码方案, 描述了求解最短路径的DNA算法, 经验证, 该模型对求解最短路径问题是有效的。     

可满足性问题的基于芯片的DNA计算模型

生物芯片计算是近些年来DNA计算的新兴研究领域,其本质特性是对信息高度的处理和高度并行性。可满足性问题是NP-完全问题中一类重要的问题,本文在DNA芯片的基础上提出利用DNA芯片解决可满足性问题的DNA计算模型。     

DNA计算的粘贴模型及在组合优化中的应用

讨论了分子计算的一种新的模型——粘贴模型。它使用DNA串作为底物来进行信息表达，杂交分离作为控制机制。粘贴模型有一个可随机访问的存储空间，而不需要DNA串的延伸，也无需用酶，并且它的材料是可重复使用的。     

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．     

求解最短路径问题的DNA动态规划算法

最短路径问题是一个组合优化问题,许多交通运输、工程、管理等实际问题可转化为最短路径问题进行求解。文中利用DNA计算的并行计算模式,给出一个求解最短路径问题的DNA动态规划算法,该算法最多需要7n-11个生物操作。     

路径排序问题基于表面的DNA算法

提出了路径排序问题表面DNA算法三步骤：a．找出两端点的所有链,b．筛选出所有的路,c．得到路序．指出编码问题在DNA计算中的重要性．在算法实现过程中,用保护两端点对应的DNA片段3’端或5’端的办法得到所有的链,并用电泳的方法对链进行排序以及去掉链长大于图权值总和的链;对探针进行生物素标记并且采用观察、记录亮点强度的办法筛选出所有的路;分析实验记录得到路序．将算法推广到最短（长）路问题的不同之处在第三步,即只需分析在表面上排在最前（最后）的DNA链的实验记录就得到最短（长）路．     

QoS路由技术的新方法

多约束QoS路由问题是NP完全问题，一般采用启发式算法求解。量子遗传算法和DNA计算技术是新型的软计算方法．是解决NP完全问题的有效途径。文章在介绍量子遗传算法和DNA计算基本原理的基础上．给出了利用量子遗传算法求解多约束QoS路由问题的算法过程以及利用DNA计算技术解决QoS路由问题的算法模型，为多约束QoS路由技术的求解提供了新方法和新思路。     

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。     

最短路径问题的DNA算法

最短路径问题是在一个带权图的两个顶点之间找出一条具有最小权和路径的问题,它是图论中一个经典的NP完全问题,用电子计算机需要指数级的时间内才能得到解决,本文基于分子生物技术并利用Adleman-Lipton模型给出最短路径问题的DNA算法,这个DNA算法理论上能在多项式的时间内解决这个NP完全问题。具体地对个城市的最短路径问题,首先将它视为一个具有顶点和边的图,并将顶点,边分别用DNA链编码表示,边的方向通过顶点的编码获得;再将这些DNA链投放在试管中进行生物化学反应,利用DNA计算的高效并行性,通过基本的生物实验操作最后得到最短路径问题的解,其过程的复杂度为O(n)。该算法的创新之处在于表示城市和路径的DNA链长度的设计以及在操作中巧妙的消除了路径途经城市数目不同的影响,能使我们在合理小的范围内寻找最短路径问题的解,较大地简化了问题的复杂度。     

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。     

DNA计算在二次分配问题中的应用研究

DNA计算（DNA computing）是一种新的计算方法,其高度并行性和巨大的信息存储能力为NP-完全问题的解决提供了一种全新的方法。本文采用了该算法去解决二次分配问题,构造了该问题的表达方法,建立了算法模型,对于我们将DNA计算的方法应用于组合优化问题具有启发性,并为我们进一步深入研究奠定了基础。     

图的最小顶点覆盖的粘贴DNA计算模型

本文在对经典粘贴模型以及全信息化的粘贴DNA计算模型的基本方法进行充分讨论的基础上,提出一种用粘贴DNA计算模型解决图的最小顶点覆盖问题的新方案,将数学问题的求解同并行生物操作有效结合.     

基于粘贴系统求解无向图最短路径问题的DNA计算模型

提出了用粘贴系统求解赋权无向图中固定端点最短路径的DNA算法。该算法首先将无向图中每条边用两条方向相反的有向边代替,将无向图转化为有向图,同时利用粘贴系统的巨大并行性得到两端点间的所有路径,最后通过探针、电泳等分子生物技术手段获得最短路径,并通过实例说明算法的可行性。     

DNA computing model based on lab-on-a-chip and its application on solving the timetabling problem

The essential characteristic of DNA computation is its massive parallelism in obtaining and managing information. With the develop- ment of molecular biology technique, the field of DNA computation has made a great progress. By using an advanced biochip technique, laboratory-on-a-chip, a new DNA computing model is presented in the paper to solve a simple timetabling problem, which is a special version of the optimization problems. It also plays an important role in education and other industries. With a simulated biological experiment, the result snggested that DNA comnutation with lab-on-a-chin has the notential to solve a real comtplex timetabling problem.     

DNA computing model based on lab-on-a-chip and its application to solving the timetabling problem

The essential characteristic of DNA computation is its massive parallelism in obtaining and managing information.With the development of molecular biology technique,the field of DNA computation has made a great progress.By using an advanced biochip technique,laboratory-on-a-chip,a new DNA computing model is presented in the paper to solve a simple timetabling problem,which is a special version ofthe optimization problems.It also plays an important role in education and other industries.With a simulated biological experiment,the result suggested that DNA computation with lab-on-a-chip has the potential to solve a real complex timetabling problem.     

DNA computing model based on lab-on-a-chip and its application on solving the timetabling problem

The essential characteristic of DNA computation is its massive parallelism in obtaining and managing information. With the development of molecular biology technique, the field of DNA computation has made a great progress. By using an advance technique of biochip, laboratory-on-a-chip, in this paper a new DNA computing model was presented to solve a simple timetabling problem, which is a special version of the optimization problems and plays an important role in education. With a simulated biological experiment, the result suggested that DNA computation with lab-on-a-chip has the potential to solve a real complex timetabling problem.