质粒DNA计算模型的研究

介绍了一种以非线性的闭环质粒为基础的DNA计算模型,被用于计算的质粒都有一个独特的DNA插入片断,所有的片断保持在相应的限制性内切位点,用剪切与粘贴操作完成DNA计算过程。目的是简化DNA计算过程及其模型。另外,还介绍了质粒DNA计算模型的基本思想和对应的数学描写,该模型的计算以及应用还需要以后继续研究。     

质粒DNA计算模型的计算体系

首先从具体实例入手抽象和归纳出质粒DNA计算模型的概念,并对质粒DNA计算模型计算体系的2个基本要素———计算物质和计算手段进行研究,由此形成了质粒DNA计算模型完备的计算体系;然后针对质粒DNA计算模型计算体系的应用,分析和解决了经常出现的关键问题.讨论了初始质粒DNA重新合成的重要性,并给出了重新合成的方法;接着对计算体系的2个基本实验(酶切和酶连实验)的成功率问题进行了分析,并提出了解决的方案;最后对检测实验进行了分析,提出了检测多种DNA序列的检测方法.对这些问题的分析和解决有利于质粒DNA计算模型理论的完善和应用的拓广.     

DNA计算方法与应用

简要介绍DNA计算产生的历史背景,结合图论例子（邮递员路线图）叙述DNA计算的基本概念与计算模型等方面内容。     

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.     

DNA计算在图论中的应用

介绍了DNA计算在图论中应用的一些结果.如中国邮递员问题的DNA计算模型;0-1规划的DNA计算模型最大团问题;图着色问题和最小覆盖问题的表面DNA计算模型等.     

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。     

背包问题的三链DNA计算模型

背包问题是组合优化中很重要的NP问题。因为三链DNA的特殊结构在参与反应时可以减少计算模型的错解率,且在生化反应中利用磁珠分离法对解进行分离较方便准确,文章利用三链模型求解0-1背包问题和完全背包问题。首先将背包问题的约束条件进行分解,再将物品质量编码为DNA片段,链接反应后,利用凝胶电泳技术和三链模型检测所包含的物品组合,得到满足约束条件的物品组合,再利用此方法检测价值最大的组合,即问题的解。其他的背包问题也可用此方法来解决。     

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。     

感知机的DNA计算模型

本文建立了在人工神经网络中实现简单的线性分类功能的、感知机的DNA计算的自装配模型,该模型并行地实现了神经网络的学习过程,充分利用了DNA计算极度并行的特点.     

图的k着色问题的DNA计算模型

DNA计算是一种新的并行计算模式,在解决NP完全问题等方面具有很大的优越性．利用DNA计算的计算特性给出了一个图的k着色问题的DNA计算模型,该算法最多需要3kn（n-1）/2＋6个生物操作即可求出图的色数及相应的着色模式．     

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。     

地图着色问题的粘贴DNA算法

提出多级分离的概念,给出一个多级分离装置的模型,并介绍粘贴模型中的多级分离操作、将地图着色问题转化为可满足性问题、基于粘贴模型的巨大并行性及多级分离的优势,提出解决该问题的粘贴DNA算法。通过一个实例给出实验操作步骤,并对生化反应过程进行模拟,得出具体的着色方案,从而证明了该多级分离装置的有效性以及该算法的可行性。     

Sticker DNA computer model ——Part Ⅰ: Theory

Sticker model is one of the basic models in the DNA computer models. This model is coded with single-double stranded DNA molecules. It has the following advantages that the operations require no strands extension and use no enzymes; What‘s more, the materials are reusable.Therefore it arouses attention and interest of scientists in many fields. In this paper, we will systematically analyze the theories and applications of the model, summarize other scientists‘ contributions in this field, and propose our research results. This paper is the theoretical portion of the sticker model on DNA computer, which includes the introduction of the basic model of sticker computing. Firstly, we systematically introduce the basic theories of classic models about sticker computing; Secondly, we discuss the sticker system which is an abstract computing model based on the sticker model and formal languages; Finally, extend and perfect the model, and present two types of models that are more extensive in the applications and more perfect in the theory than the past models: one is the so-called k-bit sticker model, the other is full-message sticker DNA computing model.     

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。     

基于粘贴和删除系统求解旅行商问题的DNA算法

旅行商问题（Traveling Salesman Problem,TSP）是一个典型的NP完全问题.粘贴和删除模型是DNA计算的两个基本计算模型.结合上述两个模型的优点,构造粘贴-删除模型,并利用该模型给出求解旅行商问题一种新的DNA算法.     

基于粘贴系统的Watson-Crick正则文法及自动机

通过介绍DNA计算中的相关知识,利用DNA语言和粘贴模型及粘贴系统构造watson-crick正则文法,简单介绍TWatson-Crick自动机．     

Sticker DNA computer model ——PartⅡ: Application

Sticker model is one of the basic models in the DNA computer models. This model is coded with sin-gle-double stranded DNA molecules. It has the following advantages that the operations require no strands extension and use no enzymes; What抯 more, the materials are reusable. Therefore, it arouses attention and interest of scientists in many fields. In this paper, we extend and improve the sticker model, which will be definitely beneficial to the construction of DNA computer. This paper is the second part of our series paper, which mainly focuses on the application of sticker model. It mainly consists of the following three sections: the matrix representation of sticker model is first presented; then a brief review of the past research on graph and com-binatorial optimization, such as the minimal set covering problem, the vertex covering problem, Hamiltonian path or cycle problem, the maximal clique problem, the maximal independent problem and the Steiner spanning tree problem, is described; Finally a DNA algorithm for the graph iso-morphic problem based on the sticker model is given.     

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。     

图顶点着色问题的质粒DNA计算

图的着色问题是著名的NP问题,有着重要的实际意义。比如通讯系统的频道分配、考试排考场问题等方面有直接应用。图的着色问题采用DNA计算方法很多,有表面DNA计算,粘贴DNA计算。本文提出质粒DNA计算,首先把顶点着色问题转化为求最大独立集问题,然后给出了图顶点着色问题的质粒DNA分子生物实验,利用限制性内切酶的特性切割有边相连的顶点,得到最大独立集,在试验中特别引入了一个备用试管,最后给出一个具体的实例。实例给出具体的着色方案,证明了该质粒DNA算法有效并且是可行的。