【摘要】：自從Winfree通過雙軌邏輯解決了Georg Seeling構(gòu)建的非門的不穩(wěn)定性問題,雙軌邏輯和Winfree構(gòu)建的與門模塊、或門模塊理論上可以穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)由與或非構(gòu)建的邏輯電路,并且已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建DNA邏輯電路。然而,仍然有很多DNA邏輯電路沒有被設(shè)計出來。本文利用雙軌邏輯、Winfree的與門模塊和或門模塊設(shè)計了第一個基于DNA鏈置換的雙軌DNA4-10譯碼器,通過雙軌DNA4-10譯碼器的仿真證明了該雙軌DNA4-10譯碼器具有良好的穩(wěn)定性;通過雙軌DNA4-10譯碼器與存儲體的級聯(lián)的仿真證明了該雙軌DNA4-10譯碼器具有良好的封裝性,可以與其它DNA雙軌邏輯電路級聯(lián)構(gòu)建更大規(guī)模的DNA雙軌邏輯電路。雙軌邏輯電路雖然穩(wěn)定且具有封裝性,但是相比于實(shí)現(xiàn)同樣邏輯功能的單軌邏輯電路,雙軌邏輯電路的規(guī)模增加了一倍而且具有更大的設(shè)計復(fù)雜性�；贒NA鏈置換,本文利用域t和f分別代表邏輯信號1和0,以此構(gòu)建了穩(wěn)定的域標(biāo)記與門、域標(biāo)記或門和域標(biāo)記非門。全新的DNA與或非基礎(chǔ)邏輯模塊具有良好的穩(wěn)定性和封裝性,既解決了Georg Seeling設(shè)計的非門的不穩(wěn)定性問題,也避免了引用雙軌邏輯而帶來的規(guī)模問題。本文利用域標(biāo)記與門、域標(biāo)記或門和域標(biāo)記非門設(shè)計了第一個基于DNA鏈置換的二進(jìn)制DNA4 4乘法器,通過在Visual DSD上仿真證明了域標(biāo)記與門、域標(biāo)記或門和域標(biāo)記非門具有良好的穩(wěn)定性和封裝性并且可以被應(yīng)用于構(gòu)建大規(guī)模復(fù)雜的穩(wěn)定的DNA邏輯電路。進(jìn)一步,本文充分利用了DNA計算的高度并行性和高度存儲性構(gòu)建了新的DNA邏輯運(yùn)算模塊,即-輸入映射模塊,它不同于從電子邏輯電路中引入的與或非門。由-輸入映射模塊構(gòu)建的DNA邏輯電路具有更高的并行性和更少的層次性,這樣大大縮短了DNA計算的時間,使DNA計算機(jī)更好的應(yīng)用于解決NP完全問題。本文利用2-輸入映射模塊和3-輸入映射模塊設(shè)計了第一個基于DNA鏈置換的二進(jìn)制DNA16位加減法器,通過在Visual DSD上仿真證明了-輸入映射模塊具有良好的穩(wěn)定性和封裝性并且可以被應(yīng)用于設(shè)計更大規(guī)模復(fù)雜的穩(wěn)定的DNA邏輯電路;二進(jìn)制DNA16位加減法器相比于雙軌DNA4-10譯碼器、二進(jìn)制DNA4 4乘法具有更大的復(fù)雜度,但是具有更短的運(yùn)算時間,進(jìn)一步證明了由-輸入映射模塊構(gòu)建的DNA邏輯電路具有更高的并行性和更少的層次性。
【學(xué)位授予單位】：大連大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP384

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本文編號：2532551