【摘要】：人類社會(huì)進(jìn)入電子信息時(shí)代并得以快速發(fā)展得益于電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)。摩根定律已經(jīng)預(yù)測(cè)出電子計(jì)算機(jī)的芯片微處理能力不能夠長期的保持增長下去。一種新的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)因此產(chǎn)生,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)利用DNA進(jìn)行計(jì)算的一種新型的計(jì)算能夠解決電子計(jì)算機(jī)不能解決的如NP-完全問題,整數(shù)規(guī)劃,組合數(shù)學(xué)等一些復(fù)雜類問題。在論文中,第一章主要介紹的是DNA計(jì)算產(chǎn)生的背景、DNA計(jì)算的基本思想、DNA計(jì)算的研究現(xiàn)狀以及本論文所研究的主要內(nèi)容。主要是強(qiáng)調(diào)DNA計(jì)算研究的重要性以及DNA具有極大的存儲(chǔ)量、極高的運(yùn)算速度以及DNA計(jì)算研究的重要性和必要性。第二章介紹了 DNA計(jì)算中所涉及到的基本生物操作,主要包括DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA分子的分離與結(jié)合、DNA鏈的延伸、DNA分子的復(fù)制以及DNA鏈的連接與切割,在DNA分子的長度測(cè)量與提取方面介紹了不同的方法,最后介紹了 DNA序列的測(cè)定、點(diǎn)樣技術(shù)以及三種DNA計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方式。第三章主要介紹了可滿足性問題,以及建立的SAT問題的幾種不同的DNA計(jì)算模型;第四章主要針對(duì)的是全錯(cuò)位排列問題,對(duì)以{1,2,3}的全錯(cuò)位排列為例,找出問題的原子命題,將全錯(cuò)位排列問題轉(zhuǎn)化為可滿足性問題;利用分子信標(biāo)模型對(duì)其進(jìn)行求解,通過排除非解,找出問題的所有可行解。第五章主介紹了 DNA芯片的概念、制作流程以及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用,重點(diǎn)介紹了 DNA芯片在DNA計(jì)算中的應(yīng)用。針對(duì)可滿足性問題進(jìn)行研究,利用DNA芯片建立模型,對(duì)可滿足性問題進(jìn)行求解,通過排除不符合條件的解,最終得到問題的全部可行解。最后一章對(duì)論文進(jìn)行總結(jié),并指出下一步仍需解決的問題。
[Abstract]:Human society has entered the electronic information age and has been able to develop rapidly thanks to the emergence of electronic computers. Morgan's Law has predicted that the microprocessing power of computers will not grow for long-term. Therefore, a new computer structure has been developed. Scientists have found that a new type of computing based on DNA can solve some complex problems such as complete NP- problem, integer programming, combinatorial mathematics and so on, which can not be solved by computer. In this paper, the first chapter mainly introduces the background of DNA computing, the basic idea of DNA computing, the research status of DNA computing and the main contents of this paper. This paper mainly emphasizes the importance of DNA computing and the importance and necessity of DNA with great memory, high computing speed and DNA computing. The second chapter introduces the basic biological operations involved in DNA calculation, including the structure of DNA molecule, the separation and binding of DNA molecule, the extension of DNA chain, the replication of DNA molecule and the connection and cutting of DNA chain. Different methods of length measurement and extraction of DNA molecule are introduced. Finally, the determination of DNA sequence, spot technique and three DNA calculation methods are introduced. The third chapter mainly introduces the satisfiability problem and several different DNA computing models of the SAT problem. The fourth chapter mainly aims at the problem of total dislocation arrangement. Taking {1 / 2 ~ 2 ~ 3} total dislocation arrangement as an example, we find out the atomic proposition of the problem, and transform the problem of total dislocation arrangement into a satisfiability problem. The molecular beacon model is used to solve the problem and all feasible solutions are found by excluding the non-solutions. The fifth chapter mainly introduces the concept of DNA chip, manufacturing process and its application in real life, especially the application of DNA chip in DNA computing. This paper studies the problem of satisfiability, builds a model by using DNA chip, and solves the problem of satisfiability. Finally, the feasible solution of the problem is obtained by excluding the solution that does not meet the conditions. The last chapter summarizes the thesis and points out the problems to be solved in the next step.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP384

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本文編號(hào)：2386480