一种新的求解最小生成树问题的DNA算法

基于生化反应的生物智能计算是现阶段计算领域研究的热点,DNA计算是通过DNA分子之间的生化反应来进行计算的一种计算模式,凭借运算巨大的并行性和海量存储的优势,DNA计算在解决复杂运算问题方面的计算能力显而易见。设计了一种利用DNA计算来求解图的最小生成树的计算模型,采用一种特殊的编码方式来对顶点,边和权值进行编码,并且描述了MSTP解的计算过程。     

任意值数的组合逻辑电路设计

自我国首创的DYL线性集成逻辑门问世后更促进了多值逻辑和连续逻辑理论及其应用的研究。我们经过将近一年的时间在中科院半导体所王守觉教授的指导下,根据多值逻辑代数的基本运算规则,运用DYL线性集成门实现了任意值数的组合逻辑电路设计。本文介绍了多值逻辑代数的基本运算和定律以及多值逻辑组合电路的设计方法。     

DNA自组装的可满足性问题模型

DNA自组装技术在DNA计算和纳米技术领域都发挥着极其重要的作用,许多小规模NP完全问题都可以通过自组装模型得以解决.文中以可满足问题为模型,通过构造范式中变量的特殊补链,使其与初始数据库中初始DNA链发生杂交反应,形成发夹结构,利用形成发夹结构的DNA链与没形成发夹结构的DNA链长度不同的特点,通过凝胶电泳将这些带发夹的DNA链提取出来;然后加入与这些特殊补链完全互补的DNA链,在一定温度下,通过碱基互补配对原则,发夹结构又将被重新打开.该模型充分利用了DNA分子间的自组装能力,在计算过程中只需要用到凝胶电泳操作,在一定程度上大大减少了因生物操作过多而引起的各种实验误差.     

多值触发器及其在时序电路设计中的应用

本文对于多值逻辑代数系统中的基本运算和实现这些基本运算的门电路，作了必要的阐述。作者将ＤＹＬ集成线性“与或“门，用来设定多值逻辑电平的基础上，提出了多值Ｄ、Ｔ、ＪＫ等触发器电路，并将这类多值触发器，作为多值逻辑器件，用于时序电路设计。     

多值Boole过程

采用文献[1]中定义的扩展Allen-Givone代数概念将Boo1e过程沦扩充，提出了多值Boo1e过程的概念及其运算，为精确统一描述多值逻辑电路的逻辑功能和定时行为提供了一种解析途径。提出基于Allen-Givone代数的带状波形概念，用实值的加、减、乘、除运算为电路的异步特性提出了解析化的理论基础。这种数学分析与离散数学相结合的途径能相对精确地描述电路的时滞模型。在多值逻辑电路设计自动化技术的测试、模拟、综合等领域中，这种方法有它的应用前景。     

CCD多值逻辑电路

作者提出了一种采用电荷耦合器件(CCD)的多值逻辑电路,它输出的数字信息稳定可靠,并可借以实现所需基数值(由二值直到数百值以上)的多值逻辑。文中介绍了CCD器件的有关原理和基本结构,和据此设计的多值逻辑电路,讨论了其性质及几种应用。     

用于信息加密的分子自动机的编码研究

利用DNA计算的方法构造的分子自动机是一种纳米尺度的计算机构，它能在纳米尺度进行高度并行的逻辑、推理等运算，从而实现自动机的功能，是一种DNA计算和纳米计算的新模型。由于有限自动机可以用于信息加密和解密，因此分子有限自动机也可以实现类似的功能。通过对分子有限自动机进行合理的编码，可实现一种新型信息加密和解密的方法。     

DNA逻辑计算模型的研究现状与展望

DNA计算因其优异的计算能力已经成为当前研究热点,DNA逻辑计算模型是DNA计算体系与运算实现的重要依托。按应用技术将现有DNA逻辑计算模型进行分类：基于链置换的DNA逻辑计算模型、基于核酶的DNA逻辑计算模型、基于G-quadruplex的DNA逻辑计算模型、基于DNA自组装的逻辑计算模型、基于其他分子技术和分子材料的DNA逻辑计算模型。首先阐述了DNA逻辑计算的研究背景和研究目的以及现阶段在生物分子检测、疾病诊断、多因素分析和生物成像等领域的应用并简述其相关概念;然后梳理各DNA逻辑计算模型的研究历史和现状,分析各类逻辑计算模型所应用的分子操控技术和分子材料以及优缺点和应用前景;最后归纳总结DNA逻辑计算领域当前研究热点和发展前景,为未来提出全新的计算方式奠定基础,为信息、医疗等领域提供更好的服务。     

DNA计算机原理、进展及难点(Ⅲ):分子生物计算中的数据结构与特性

分子生物计算是指以生物大分子作为数据来进行信息处理的计算模式.目前的分子生物计算主要包含DNA计算、RNA计算和蛋白质计算这三种计算模型.另外,还有一些学者提出采用PNA分子进行计算.但由于PNA计算、RNA计算和蛋白质计算目前还没有一些实质性的突破,故在此不做讨论.研究掌握作为数据的DNA分子特性与结构,显然是DNA计算中的一个基本问题.因而文中主要对各种DNA分子的结构与特征进行讨论.针对问题的不同,模型的不同,采用的DNA分子类型也不同,目前主要用到的是单链的、双链的和具有粘性末端的DNA分子.其次用到的是发夹构型的DNA分子、质粒DNA分子等.文中特别讨论了作为数据的DNA分子与相应的生物计算模型有机相结合的一些基本的问题.     

多值逻辑量子置换门的酉矩阵表示

理论上量子可逆电路不存在能量耗散问题,因此量子计算系统对环境产生的负面影响可以达到最低.多值逻辑量子置换门是构建多值逻辑量子电路的基本单元.该文从数学的角度研究多值逻辑量子置换门的酉矩阵,提出了一种构造多值逻辑量子置换门酉矩阵的方法,并对其正确性进行了讨论.在此基础之上,又给出了构造混合多值逻辑量子置换门酉矩阵的框架,利用此框架可以方便地构造任何混合逻辑量子置换门的酉矩阵.酉矩阵是量子门的数学模型,可以清晰地反映出量子门的数学性质.研究量子门的酉矩阵对验证量子门的正确性和可靠性,分析量子状态在电路中的演化过程及发展趋势具有一定的意义.     

多值逻辑网络的输出跟踪牵制控制

本文利用代数状态空间方法,研究了多值逻辑控制网络的输出跟踪牵制控制.首先利用矩阵的半张量积给出了带牵制控制的多值逻辑控制网络的代数表示.其次基于该代数表示,定义了一组合适的能达集,并建立了多值逻辑控制网络输出跟踪牵制控制器的设计方法.再次,利用多值逻辑哑算子的性质,给出了多值逻辑控制网络分布式输出跟踪控制问题可解的充要条件.最后将所得的理论结果应用于网络演化博弈的演化行为分析.     

Dynamically consistent reduction of logical regulatory graphs

To cope with the increasing complexity of regulatory networks, we define a reduction method for multi-valued logical models.Starting with a detailed model, we use decision diagrams to compute reduced models by iteratively “removing” regulatory components. To keep a consistent dynamical behaviour, the logical rules associated with the targets of each removed node are actualised to account for the (indirect) effects of its regulators.This construction of reduced models preserves crucial dynamical properties of the original model, including stable states and more complex attractors. In this respect, the relationship between the attractor configuration of the original model and those of reduced models is formally established. We further analyse the issue of attractor reachability.Finally, we illustrate the flexibility and efficiency of the proposed reduction method by its application to a multi-valued model of the fly segment polarity network, which is involved in the control of segmentation during early embryogenesis.     

Superposition of Multi-Valued Solutions in High Frequency Wave Dynamics

The weakly coupled WKB system captures high frequency wave dynamics in many applications. For such a system a level set method framework has been recently developed to compute multi-valued solutions to the Hamilton-Jacobi equation and evaluate position density accordingly. In this paper we propose two approaches for computing multi-valued quantities related to density, momentum as well as energy. Within this level set framework we show that physical observables evaluated in Jin et al. (J. Comput. Phys. 210(2):497–518, [2005]; J. Comput. Phys. 205(1):222–241, [2005]) are simply the superposition of their multi-valued correspondents. A series of numerical tests is performed to compute multi-valued quantities and validate the established superposition properties.     

A Simple Method to Derive Minimal Cut Sets for a Non-coherent Fault Tree

Minimal cut sets (or prime implicants: minimal combinations of basic event conditions leading to system failure) are important information for reliability/safety analysis and design. To obtain minimal cut sets for general non-coherent fault trees, including negative basic events or multi-valued basic events, a special procedure such as the consensus rule must be applied to the results obtained by logical operations for coherent fault trees, which will require more steps and time. This paper proposes a simple method for a non-coherent fault tree, whose top event is represented as an AND combination of monotonic sub-trees. A "monotonic" sub-tree means that it does not have both positive and negative representations for each basic event. It is proven that minimal cut sets can be obtained by a conventional method for coherent fault trees. An illustrative example of a simple event tree analysis shows the detail and characteristics of the proposed method.     

一致性规划中互斥常量合成方法研究

为压缩一致性规划的状态空间,并加快一致性规划的求解速度,将常量引入到一致性规划中,定义一致性规划中的常量,形成新的知识表示"多值一致性规划任务",定义多值一致性规划动作模型,提出一致性规划常量合成方法,给出一致性规划常量合成算法.该方法利用常量的特性在所有初始世界状态和所有实例动作中猜测、验证常量.理论分析和实验结果表明该算法能合成正确的一致性规划常量,生成多值一致性规划任务.为说明一致性规划常量的应用效果,把生成的多值一致性规划任务与规划解重用启发式结合求一致性规划解,并与规划系统CFF进行对比实验.实验结果表明求解质量和效率较高.     

粒度逻辑运算下的粗糙集模型

将粗糙集理论、逻辑运算与粒度计算进行嫁接,得到了粒度逻辑运算下的粗糙集理论模型。对粒度逻辑运算下的粗糙集进行了形式化的定义,讨论并证明了相关性质。同时,讨论了知识的粗细与基于粒度逻辑运算的粗糙集之间的关系,这为进一步研究基于粒计算的知识获取和粒度推理奠定了逻辑基础。     

Fault diagnosis of a power system based on a description of the structure and function of the relay system

Abstract: This paper proposes a method of fault diagnosis of power systems based on a knowledge-based approach. It makes use of information on relays and circuit breakers. The feature of this method is that the relay sequence is represented by a logical circuit. In this circuit the following two relations are represented; a logical relation between inputs and output of a gate and a connective relation between logical gates. These two relations are expressed by production rules in the knowledge base. When the information from relays and circuit breakers is given to the logical circuit, faulty components are pointed out.     

基于线性分配和Choquet积分的多值区间中智多属性决策方法

提出一种新的多值区间中智多属性决策方法.首先利用多值区间中智集描述不确定信息,定义多值区间中智值之间的余弦值和欧氏距离;然后采用Choquet积分描述属性之间的相关性,采用线性分配方法对方案进行排序,给出具体的方案排序方法;最后通过基于风险的地铁项目建设方案选择表明所提出方法的可行性和有效性.