基于纠错码编码理论的DNA编码研究*

作为一种新的计算模式,DNA计算有着强大的计算能力,编码问题在DNA计算中占据重要的位置,有效的编码设计能够提高DNA计算的可靠性。基于纠错码编码理论,提出了一种新的DNA编码方法,该方法可以找出具有一定长度且满足汉明距离约束的DNA编码序列。最后,给出了该算法的仿真,结果表明了该算法的有效性。     

基于聚类小生境遗传算法的DNA编码优化

DNA编码优化问题是DNA计算中的核心问题。分析DNA编码优化的约束条件,在单链DNA序列集合上引入h距离,将聚类小生境技术应用于小种群遗传算法的构造,对DNA编码优化问题进行求解。基于h距离定义DNA序列间的相似函数,将碱基字母编码为4进制整数、DNA编码序列作为个体编码为4进制整数向量、种群编码为4进制整数矩阵,基于模4算术运算,构造相应的遗传算子,并给出DNA编码序列的具体计算结果。实验结果表明,与现有DNA编码序列优化结果相比,该算法可得到更好的DNA编码序列且计算效率较高。     

基于文化进化粒子群算法的DNA序列设计

DNA编码序列的设计是影响DNA计算可靠性的重要途径,从DNA编码应满足的多约束条件中选取适当的约束条件,针对这些约束条件提出每个DNA个体应满足的评估公式以及目标序列集合的评价函数,采用文化进化粒子群算法解决DNA序列设计的多目标优化问题,仿真结果表明该混合算法针对DNA序列设计问题,在求解最优值能力,解的稳定性方面都取得了不错的效果。     

基于文化遗传算法的DNA编码序列设计

DNA编码问题是DNA计算的关键,然而,它已被证明为NP困难问题,通常采用优化算法求解。针对传统遗传算法缺乏有效指导,容易陷入局部极值的缺点,结合文化算法采用种群空间和信念空间的双层进化结构进行寻优,提出了一种基于遗传算法和文化算法的混合优化算法用于解决DNA编码问题。仿真结果表明该混合算法能有效地用于DNA编码序列设计。     

基于遗传粒子群算法的DNA编码优化

DNA编码序列的设计是影响DNA计算可靠性的重要手段,该文从DNA编码设计应满足的多约束条件中选取适当的约束条件,针对这些约束条件提出每个DNA个体应满足的评估公式,采用遗传粒子群算法解决该多目标优化问题,并在不同的约束准则下将计算得到的序列与已有的DNA序列进行了对比。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于h-距离的DNA编码序列设计

针对DNA编码序列设计问题,将其转换为带约束的多目标优化问题,在单链DNA集合中引入h-距离,构造了DNA序列间的共享函数,应用小种群遗传算法,对DNA编码序列设计问题进行求解。与已有结果比较,算法可以得到更好的DNA序列且计算效率较高。算法可用于DNA计算中编码序列的具体设计。     

基于离散粒子群的DNA编码序列组合优化方法

本文分析了DNA编码序列设计的目标及需要满足的约束条件H-measure、连续性、相似度、发夹结构、GC含量等约束,建立一种组合优化评价模型,通过引入基于权重的适应度函数来评价DNA序列集合的优劣,最后提出基于该模型的离散粒子群优化算法(DPSO)生成有效的DNA编码序列.根据优化问题的约束条件及离散量的特点,对粒子的...     

基于改进的粒子群遗传算法的DNA编码序列优化

在DNA计算中,DNA编码序列的设计是影响DNA计算可靠性的重要手段.在不同的DNA序列设计中,应该选择适当的约束条件,并且根据相应的约束条件提出每个DNA应该相应满足的评估公式.文中从DNA编码设计应满足的多约束条件中选取适当的约束条件,提出评估公式,并采用改进的粒子群遗传算法来解决多目标优化问题.同时根据得到的序列与已有序列在综合适应度函数结果上进行对比,结果证明了该方法的有效性.     

基于DNA的连续优化算法

用遗传算法进行函数优化已得到了较好应用。与遗传算法相比,DNA的编码更具丰富性,译码更具多样性,基因级操作更灵活,且更容易用DNA计算机实现。鉴于基于DNA的函数优化研究还较少,提出了一种基于DNA的连续优化算法。该算法用表示DNA的基本元素符号进行碥码,用其对应的密码子表征变量参数,用DNA的复制、重组、变异和倒位等操作实现对解空间的搜索。在这些过程中,参考了精英保留策略和模拟退火算法等思想方法,采取了若干加快收敛、同时满足搜索多样性要求的措施,以使算法加快收敛且不易早熟和陷入局部最优。计算机仿真实验表明该算法具有收敛快,精度高等特点,效果令人满意。     

多目标优化机制下DNA编码序列模型

针对现有DNA计算中存在的编码序列设计稳定性、可靠性不完善等问题,充分考虑基本编码问题,设计出一种基于多目标优化机制的DNA编码序列设计算法。在一定的约束条件下,该算法利用了多目标优化机制以及采取小种蚁群算法,将h-distance因子添加到单链DNA架构中,建立一种DNA序列公用方法。通过模拟实验表明,该算法与同类型算法相比,在计算效率、优化性方面具有一定优势。     

采用DNA 遗传算法优化设计的TS模糊控制系统

基于生物 DNA的结构和遗传机理 ,提出一种新颖的基于 DNA编码方法的遗传算法。给出了DNA遗传算法的结构 ,讨论了遗传操作算子。为验证 DNA遗传算法的有效性 ,将其应用于 TS模糊控制系统的优化设计 ,仿真结果表明该算法具有较好的自学习能力。     

模糊神经网络的DNA算法训练

提出了基于DNA计算和遗传算法的DNA遗传算法,给出了DNA遗传算法的结构，讨论了遗传操作算子,利用DNA遗传算法对FNN进行学习，比采用梯度型算法和遗传算法有更高的学习精度和更快的收敛速度,该算法有全局收敛性避免了采用梯度型学习算法训练FNN时固有的局部收敛问题，同样，该算法加速了FNN的训练，能够在线应用．     

甲骨文检索的粘贴DNA算法

为了能更好地研究和保护甲骨文,设计了一种适合DNA计算机的甲骨文编码方式,并据此提出了进行甲骨文检索的粘贴DNA算法。根据DNA双链分子具有双螺旋结构的特性,甲骨文标准字库的编码和待检索文字的编码采用了互补的方式,以利于生化操作的执行。仿真结果表明该算法具有可行性和有效性。     

多重压缩DNA序列数据

根据DNA序列数据的特点,提出对DNA序列数据进行多重压缩的思想。多重压缩的首要步骤是扩展字母表。首先对DNA序列数据进行0/1编码,然后每8位转换成一个ASCII码字符,将原来的DNA序列数据仅含有的4个字符扩展到256个字符。第二步采取基于统计模型的Huffman编码压缩算法和基于转换模型的Burrows-Wheeler算法,对扩展后的DNA序列数据进行二次压缩。最后对各种算法的压缩结果进行性能分析比较,比较结果显示,多重压缩算法有较优的压缩比。     

基于压缩感知和DNA编码的图像加密算法

针对传统图像加密算法安全性能差和传输效率低等问题,提出了一种基于压缩感知CS和DNA编码相结合的图像压缩加密算法。首先,采用CS对待加密图像进行预处理,在预处理过程中由克罗内克积KP构造测量矩阵并按比例缩小原始图像。接着,利用超混沌Bao系统产生的混沌序列动态控制DNA编码、解码和运算方式,对压缩图像进行加密和解密。最后,通过重构算法得到重构图像。该算法最大限度地利用了超混沌Bao系统产生的混沌序列,通过将生成的混沌序列整数化,对原始图像进行DNA扩散操作。仿真实验和结果分析表明,该算法能有效提高图像的传输效率和安全性。     

Algorithms for testing that sets of DNA words concatenate without secondary structure

We present an efficient algorithm for determining whether all moleculesin a combinatorial set of DNA or RNA strandsare structure free, and thus availablefor bonding to their Watson-Crick complements.This work is motivated by the goalof testing whether strands used in DNAcomputations or as molecular bar-codesare structure free, where the strands areconcatenations of short words. We alsopresent an algorithm for determining whetherall words in S*, for some finite setS of equi-length words, are structure free. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

采用DNA进化算法优化设计TS模糊控制器

The DNA evolutionary algorithm(DNA-EA)and the DNA genetic algorithm(DNA-GA)based on a new DNA encoding method are propsed based on the structure and the genetic mechanism of biological DNA. The DNA-EA and the DNA-GA are applied into the optimal design of TS fuzzy control system. The simulation results show the effectiveness of the two DNA algorithms, excellent self-learning capability. However, the DNA-EA is superior to the DNA-GA in the simulation performance.     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

为了有效改进图像的加密效果及安全性,在对已有的图像加密算法进行分析的基础上,提出基于混沌映射的位变换和DNA序列的图像加密算法。首先,采用混沌映射生成置乱序列对图像在位平面进行置乱,同时达到了图像置乱和扩散的双重加密效果。然后,利用DNA编码规则,对置乱后的图像编码,进行DNA运算,实现图像的扩散。实验结果表明,该算法密钥空间足够大,密钥敏感性较强,具有较好的安全性。