【摘要】：DNA計(jì)算技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)界一個(gè)新的研究范疇,它主要是以DNA作為計(jì)算工具,巧妙的利用DNA計(jì)算的強(qiáng)大并行能力,成功而方便地解決了諸如最小支撐樹(shù)、最大Clique等NP難題。DNA計(jì)算的創(chuàng)始人是美國(guó)南加州大學(xué)的萊昂那多·阿德萊曼教授,是他在1994年利用DNA計(jì)算方法首次解決了一個(gè)著名的數(shù)學(xué)問(wèn)題,即“7個(gè)頂點(diǎn)的哈密爾頓路徑問(wèn)題”�，F(xiàn)在,科學(xué)家又開(kāi)始了新的研究課題,利用DNA計(jì)算來(lái)創(chuàng)造生物計(jì)算機(jī),把DNA分子放在人體或動(dòng)物體內(nèi),對(duì)它進(jìn)行操作和研究,其計(jì)算結(jié)果可通過(guò)熒光蛋白技術(shù)的實(shí)驗(yàn)來(lái)讀取。本文主要說(shuō)明了熒光技術(shù)的應(yīng)用和對(duì)三類問(wèn)題的DNA表面計(jì)算模型的具體剖析,對(duì)它們的基本算法、表面算法、誤差以及由此引起的種種問(wèn)題,都進(jìn)行了說(shuō)明。較為全面地介紹了表面DNA計(jì)算模型的概況,具體內(nèi)容如下： 哈密爾頓問(wèn)題的表面DNA計(jì)算：哈密爾頓問(wèn)題是我們經(jīng)常會(huì)遇到的一類問(wèn)題,它屬于圖論范疇。求一個(gè)給定頂點(diǎn)的哈密爾頓問(wèn)題,傳統(tǒng)的方法是在溶液狀態(tài)下的DNA計(jì)算,通過(guò)生化反應(yīng)的高效性和快速性的特點(diǎn),生成問(wèn)題的所有可能解。它的顯著優(yōu)點(diǎn)是充分反映了DNA計(jì)算的高度并行性。但是,它的缺點(diǎn)就在于不容易控制錯(cuò)配率和偽解的產(chǎn)生以及最終解。而表面即固體狀態(tài)下的DNA計(jì)算一般是把編碼的鏈固定到表面上,通過(guò)生化操作找出代表問(wèn)題解的DNA鏈。 可滿足性問(wèn)題的表面DNA計(jì)算：利用熒光技術(shù)對(duì)DNA分子表面進(jìn)行標(biāo)記,通過(guò)DNA固定化和雜交技術(shù),將代表所有可能存在解的不同DNA序列固定在固相表面,然后通過(guò)多次的雜交以及降解過(guò)程來(lái)篩選出正確的解,通過(guò)熒光標(biāo)記可以檢測(cè)每次和最終計(jì)算的結(jié)果。 0-1規(guī)劃問(wèn)題的表面DNA計(jì)算：首先針對(duì)每一個(gè)約束不等式,行進(jìn)編碼組合,然后在其表面上加入已經(jīng)標(biāo)記了的相應(yīng)DNA補(bǔ)鏈,這時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn),滿足不等式的解的相應(yīng)的鏈將與具有熒光標(biāo)記的相應(yīng)的補(bǔ)鏈進(jìn)行雜交,從而產(chǎn)生不同顏色的熒光,最后通過(guò)熒光成像技術(shù),進(jìn)行操作,觀察其實(shí)驗(yàn)結(jié)果并記錄下可行解。 現(xiàn)如今,雖然DNA計(jì)算已近廣泛的應(yīng)用到了科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,但它還存在著許多的不足和缺點(diǎn),像計(jì)算誤差和編碼錯(cuò)亂等一系列問(wèn)題,還需要我們?nèi)ジ倪M(jìn)。本文最后部分,對(duì)DNA計(jì)算以及DNA表面計(jì)算作了總結(jié),指出一些需要改進(jìn)的地方,這就為我們下一步的研究明確了方向。
【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】：2013
【分類號(hào)】：TP38

【參考文獻(xiàn)】

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1 高琳,許進(jìn);圖的頂點(diǎn)著色問(wèn)題的DNA算法[J];電子學(xué)報(bào);2003年04期

2 殷志祥,張鳳月,許進(jìn);0-1規(guī)劃問(wèn)題的DNA計(jì)算[J];電子與信息學(xué)報(bào);2003年01期

3 徐大為,吳邊,趙建偉,劉重慶;一種噪聲環(huán)境下的實(shí)時(shí)語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2003年01期

4 殷脂;葉春明;溫蜜;;最小自由能約束的DNA編碼設(shè)計(jì)研究[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年12期

5 朱越;;基于DNA的連續(xù)優(yōu)化算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年22期

6 許進(jìn),張雷;DNA計(jì)算機(jī)原理、進(jìn)展及難點(diǎn)(Ⅰ):生物計(jì)算系統(tǒng)及其在圖論中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2003年01期

7 張凱;耿修堂;肖建華;趙東明;;DNA計(jì)算中核酸序列設(shè)計(jì)方法比較研究(英文)[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2008年12期

8 許進(jìn);強(qiáng)小利;方剛;周康;;一種圖頂點(diǎn)著色DNA計(jì)算機(jī)模型[J];科學(xué)通報(bào);2006年04期

9 徐望,丁琦,王炳錫;一種基于特征空間能量熵的語(yǔ)音信號(hào)端點(diǎn)檢測(cè)算法[J];通信學(xué)報(bào);2003年11期

10 劉文斌,王淑棟,許進(jìn);可滿足性(SAT)問(wèn)題的幾種DNA計(jì)算模型[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2004年07期

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1 張鴻雁;基于DNA計(jì)算的聚類算法研究[D];山東師范大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2567811