本文關(guān)鍵詞：淺談計(jì)算機(jī)技術(shù)與生物技術(shù)在應(yīng)用中的相互作用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

網(wǎng)友ffy51856fy近日為您收集整理了關(guān)于淺談計(jì)算機(jī)技術(shù)與生物技術(shù)在應(yīng)用中的相互作用的文檔，希望對您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹：淺談計(jì)算機(jī)技術(shù)與生物技術(shù)在應(yīng)用中的相互作用摘要本文就論述了生物技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)、發(fā)展以及兩種技術(shù)在各自發(fā)展過程中的相互滲透和相互作用。通過兩個(gè)學(xué)科在另一個(gè)學(xué)科內(nèi)的作用和應(yīng)用來闡明其未來的發(fā)展方向,這對于計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。關(guān)鍵詞計(jì)算機(jī)技術(shù);生物技術(shù);相互作用;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了繁盛時(shí)期,經(jīng)過科研工作者多年的努力,把生物技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行很好的融合,從而得到了許多新的思維方法和技術(shù)成果,現(xiàn)在就對計(jì)算機(jī)技術(shù)起源和具有生物技術(shù)特征的計(jì)算機(jī)技術(shù)的基本概念和思想進(jìn)行闡述。1計(jì)算機(jī)技術(shù)的起源及基本概念計(jì)算機(jī)技術(shù)是以1946年在美國費(fèi)城的賓夕法尼亞大學(xué)工程師們成功的研制出了第一臺計(jì)算機(jī)為標(biāo)志出現(xiàn)的。1)生物測定學(xué)生物測定學(xué)是利用每個(gè)人的唯一生物特征或者行為的特征,并且綜合了人機(jī)交互、圖像處理與模式識別、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù),對人進(jìn)行自動的識別和驗(yàn)證的一門學(xué)科。2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由被叫做神經(jīng)元的處理單元組成。它們通過單向信號通道完全連接起來。每個(gè)神經(jīng)元可以從許多來源去獲取數(shù)據(jù),卻只能在—個(gè)方向上去發(fā)送數(shù)據(jù)。一個(gè)輸出連接可以分支出許多個(gè)其它德連接,但是每個(gè)連接要去運(yùn)載回樣的信號。每個(gè)輸入信號都乘以相應(yīng)的一個(gè)加權(quán)系數(shù),這就與腦子的突觸力有些相似。然后,所有加權(quán)輸入加起來,來確定激活該神經(jīng)元的電平,這便是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。3)DNA計(jì)算機(jī)DNA計(jì)算機(jī)的基本原理是:DNA分子中的密碼作為存儲的數(shù)據(jù),當(dāng)DNA分子間在某種酶的作用下瞬間完成某種生物化學(xué)反應(yīng)時(shí),可以從—種基因代碼變?yōu)榱怼N基因代碼。如果將反應(yīng)前的基因代碼作為輸入數(shù)據(jù),那么反應(yīng)后的基因代碼就可作為運(yùn)算結(jié)果。這樣,通過對DNA雙螺旋進(jìn)行豐富的精確可控的化學(xué)反應(yīng),包括標(biāo)記、擴(kuò)增或者破壞原有鏈來完成各種不同的運(yùn)算過程,就可能研制成—種以DNA作為芯片的新型計(jì)算機(jī)。4)分子計(jì)算機(jī)生物分子是很好的信息處理材料,每一個(gè)生物分子就是一個(gè)微處理器,分子運(yùn)動中以可預(yù)測的方式來進(jìn)行狀態(tài)的變化,它的原理類似于計(jì)算機(jī)邏輯開關(guān),以此來對算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),這是非常奇妙的設(shè)想,單個(gè)分子以等同于晶體管和二極管及微電路中其它元件的方式來工作,可以進(jìn)行傳導(dǎo)、來改變電流,也可以去存儲信息。2生物技術(shù)的起源及基本概念生物技術(shù)是一門新興的綜合學(xué)科。它以生命科學(xué)為基礎(chǔ),應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)原理以及工程技術(shù)手段對生物材料進(jìn)行加工,為人類生制造出所需要的產(chǎn)品或者達(dá)到某種目的。這項(xiàng)新興技術(shù)是由古老的低技術(shù)發(fā)展來的,經(jīng)歷了以厭氧微生物發(fā)酵為主的初始階段,自從20世紀(jì)70年代末,生物技術(shù)才有了質(zhì)的飛躍,進(jìn)入了廣泛實(shí)用的研究階段。遺傳工程是將遺傳學(xué)與工程學(xué)相結(jié)合的一項(xiàng)生物技術(shù),就是用工程設(shè)計(jì)的方法,把生物體上取出的有關(guān)的遺傳物質(zhì)進(jìn)行人工的加工制造,創(chuàng)造出新物種和生物產(chǎn)品,這一整套新技術(shù)就稱為遺傳工程。廣義的遺傳工程是指在細(xì)胞水平、分子水平和亞細(xì)胞水平上,對生物的遺傳性狀進(jìn)行重組或改造。它包括染色體工程、細(xì)胞工程、基因工程和細(xì)胞質(zhì)工程。狹義的遺傳工程是指基因工程,因基因工程是遺傳工程主體�；蚬こ淌侵冈诜肿铀缴�,在生物體外用人工的方法將一種生物的遺傳物質(zhì)與另外一種生物的遺傳物質(zhì)進(jìn)行重新組合成為一體,這種人為的進(jìn)行遺傳物質(zhì)的重組,便是基因操作得DNA重組。不可否認(rèn),生物技術(shù)發(fā)展到今天的水平,計(jì)算機(jī)技術(shù)提供了有力的支持。3計(jì)算機(jī)在生物技術(shù)中的應(yīng)用在方興未艾的生物技術(shù)世界里,信息技術(shù)將會用于對遺傳物質(zhì)的分離、組織、下載、編輯、翻譯和編程等方面。同時(shí),基因也是生物存在的化身,其中儲存的豐富遺傳指令會幫助生物對其整個(gè)生命旅程進(jìn)行調(diào)節(jié)。計(jì)算機(jī)技術(shù)和基因一起形成了一個(gè)新的強(qiáng)大結(jié)合體。在未來歲月里,人類會越來越多使用計(jì)算機(jī)來處理、來重新調(diào)整和去組織生命世界大量的遺傳信息。計(jì)算機(jī)把信息以一種具有革命性的方法進(jìn)行組織,來成為一種管理基因、細(xì)胞、器官、生物乃至生態(tài)圈之間流動和相互作用的理想工具。計(jì)算機(jī)管理的信息在軟件作用下在計(jì)算機(jī)屏幕上閃現(xiàn),其動態(tài)、容易編輯、可重新組和和短暫易逝等特點(diǎn)與基因動態(tài)本質(zhì)有很多的共性,基因在編寫生命的過程中也不斷地被開啟或者關(guān)閉。計(jì)算機(jī)的組織方式,例如并行計(jì)算,就與生命系統(tǒng)是相似性的,在生命的維持過程中,每一部分都是不斷自我調(diào)節(jié)和更新的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。有時(shí),你必須將信息科學(xué)與分子生物學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域看作一個(gè)非常復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)”。計(jì)算機(jī)在生物方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)在基因作圖和DNA測序中的應(yīng)用;計(jì)算機(jī)在管理基因數(shù)據(jù)和破譯遺傳密碼方面的應(yīng)用;計(jì)算機(jī)在創(chuàng)造生物虛擬環(huán)境方面的應(yīng)用。4生物技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展中的作用生物信息學(xué)突然的出現(xiàn)并不令人感到驚奇。到現(xiàn)在位置,已經(jīng)有很多如比爾蓋茨等有戰(zhàn)略眼光的大商人已經(jīng)把眼光放在了這個(gè)新興的領(lǐng)域方面。在當(dāng)今世界,生物技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展中已經(jīng)具有了不可替代的作用,促進(jìn)了一大批新技術(shù)的出現(xiàn),其主要作用表現(xiàn)在以下方面:1)DNA芯片的出現(xiàn)DNA芯片是用光刻法來制備的,使用同樣的技術(shù)來制備計(jì)算機(jī)的微處理器。正像微處理器一樣,DNA芯片富含的信息在日益增加。Affymetrix公司1994年的第一塊DNA芯片原型上有20000個(gè)DNA探針,今天他們的DNA芯片具有40萬個(gè)以上個(gè)探針。2)DNA計(jì)算機(jī)的工作原理及設(shè)想信息科學(xué)與生命科學(xué)整合的最終產(chǎn)物會是“DNA”計(jì)算機(jī)”的出現(xiàn),該計(jì)算機(jī)不是用硅的而是用DNA鏈做成的可以思考的機(jī)器,科學(xué)家已經(jīng)設(shè)計(jì)了第一臺DNA計(jì)算機(jī)。大量的計(jì)算機(jī)科學(xué)家和分子生物學(xué)家都預(yù)測到,在進(jìn)入生物技術(shù)世界不久,大量的計(jì)算將都通過DNA進(jìn)行,而不是在微芯片的集成電路上去進(jìn)行。DNA計(jì)算機(jī)處理信息的能力會大大的超過任何已有的先進(jìn)的巨型計(jì)算機(jī)。許多傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)是按順序進(jìn)行計(jì)算的,每次僅能處理一個(gè)事件。與這種處理方式不同,DNA計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行大規(guī)模的并行計(jì)算,理論上可同時(shí)處理1017個(gè)事件,這是十分龐大的,其他計(jì)算機(jī)無法比擬的。3)DNA計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)在2001年11月29日,以色列的科學(xué)家向全世界推出了由酶分子和DNA分子構(gòu)成的DNA計(jì)算機(jī),該計(jì)算機(jī)每秒可進(jìn)行10億次運(yùn)算,而一萬個(gè)這樣的計(jì)算機(jī)僅有一滴水那么大。4)計(jì)算機(jī)正向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種利用計(jì)算機(jī)模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理系統(tǒng)。其內(nèi)涵是,它為一套計(jì)算系統(tǒng),使用了大量的簡單的相連人工神經(jīng)元來進(jìn)行生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬,就像生物神經(jīng)元對外界刺激的接收、處理和反應(yīng)。人工神經(jīng)元從其他神經(jīng)元獲取信息,然后加以簡單運(yùn)算、再輸出結(jié)果。這將會計(jì)算機(jī)在生物方向發(fā)展的主要方向。參考文獻(xiàn)[1]李亞一等.生物技術(shù)——跨世紀(jì)技術(shù)革命的主角[M].上海:上�？茖W(xué)教育出版社.2000.[2]杰里米·里夫金.生物技術(shù)世紀(jì)——用基因重塑世界[M].北京:中國***,1996.

1

  本文關(guān)鍵詞：淺談計(jì)算機(jī)技術(shù)與生物技術(shù)在應(yīng)用中的相互作用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。