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。     

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。     

最小自由能约束的DNA编码设计研究

首先介绍了DNA编码设计中自由能约束的重要性,以及自由能约束的计算公式,进而采用一种改进的蚁群优化算法来求解。仿真实验表明此算法产生一组能满足特定自由能约束和统一的解链温度约束的DNA序列,算法利用蚁群算法的并行性提高了编码设计算法的效率,利用最小自由能约束产生更稳定的DNA序列。     

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。     

基于一种新的边权编码方案的中国邮递员问题的DNA计算模型

权编码方法是DNA计算中一个重要且有挑战性的问题.设计了一种新的用于表示赋权图中边权的DNA编码方案,给出了用该方案求解中国邮递员问题的DNA算法,并利用Markov链分析了DNA算法中生成各种路径的随机过程.对于任一赋权图G=(V,E),首先通过边到点映射把它转换为广义边图G'=(V',E').图G的每条边ei被分别映射为图G'的一个顶点(v'i).若G中ei与ej邻接,则连接G1中v'i和v'j.若G中vi为奇顶点,则在与vi关联的边对应的G'的顶点上添加自环.用于编码顶点v'i的DNA串si的长度等于边ei的权值.用于编码边v'i v'j的DNA串sij为si的后半部分与sj的前半部分并置后的逆补.所提出的DNA编码方案具有易于编码、易于推广且错误率低的特点.该工作可提高DNA计算中表示和处理数值的能力,扩展DNA计算求解最优化问题的范围.     

基于文化微粒群优化算法的DNA编码研究

对DNA编码约束进行研究,选择汉明测量以及相似度作为DNA序列集设计的主要约束,并结合连续性约束与GC Content约束,将序列集设计问题抽象为带有强约束的多目标优化问题,采用文化微粒群算法解决该多目标优化问题。仿真结果表明,该混合算法针对DNA编码序列设计问题,在求解最优值能力、解的稳定性方面都能取得较好的效果。     

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。     

DNA编码问题及其复杂性研究*

高质量的DNA编码可以避免DNA分子间的非特异性杂交,提高DNA计算的有效性和可靠性。首先对DNA编码的约束条件进行归类,分析了各编码约束对编码质量的影响;然后研究了编码质量、编码数量、序列长度与DNA计算可靠性、有效性、可扩充性之间的关系;最后通过类比DNA编码问题和图的独立集问题,说明了求解最大DNA序列集合问题是NP完全的。     

配送中心配送决策问题及其鱼群算法优化求解

以经济配送为视角,分析并构建了配送中心配送决策问题的数学模型。引入实数编码对鱼群算法进行改进,使之适用于模型的求解运算。继而,通过算法编码的设计分析,详细讨论了实数编码下鱼群算法寻优求解的实现步骤。最后利用与传统遗传算法进行同算例求解比较,验证了该模型及改进算法的有效性。     

用线性码构造DNA计算编码的海明距离

最小海明距离是DNA计算编码性能的重要评价标准。利用线性码来构造DNA计算编码的最小海明距离是一种有效的方法,关键在于构造相应的监督矩阵。为了寻找监督矩阵,提出了监督矩阵的搜索算法和优化方法,及两个必要性定理;作为介于最小海明距离上限与下限之间的编码存在性的判断依据,给出了两个关于线性码存在性定理;最后给出了三字母表DNA计算编码相关的监督矩阵搜索算法结果,以及当最小海明距离一定时,接近编码数量上限的部分线性码的存在性结果。根据这些结果和存在性定理,可以推断常用DNA计算编码最小海明距离的存在性。     

DNA计算机算术运算的自装配模型(Ⅲ)—减法

DNA计算是基于DNA分子生化反应,能够在DNA计算机上实现的算法。它具有高度并行性、容量大、速度快等特点。同传统电子计算机一样,它也是以加、减、乘、除等简单算术运算和异或等逻辑运算为基本运算单元。在DNA自装配加法的基础上,设计了一般的DNA自装配并行减法模型,算法的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(n),并通过实例验证了算法的有效性。算法的主要优点在于编码简单、效率高,且具有通用性。     

DNA计算机算术运算的自装配模型（I）—加法

DNA计算是基于DNA分子生化反应,能够在DNA计算机上实现的算法。它具有高度并行性、容量大、速度快等特点。同传统电子计算机一样,它也是以加、减、乘、除等简单算术运算和异或等逻辑运算为基本运算单元。在Labean加法的基础上,设计了通用的N进制的并行加法DNA自装配模型,算法的时间复杂度为O（1）,空间复杂度为O（n）。在此基础上又设计了一位数连加的DNA自装配模型,为今后的并行乘法奠定了基础。算法的主要优点在于编码简单、效率高,且具有通用性。     

DNA计算机算术运算的自装配模型（II）—乘法

DNA计算机与传统电子计算机相比具有高度并行性、容量大、速度快等特点。它也是以加、减、乘、除等简单算术运算和异或等逻辑运算为基本运算单元。在自装配加法的基础上,设计了DNA自装配乘法模型,算法的时间复杂度为[O(1)],空间复杂度为[O(n)],并给出实例验证了算法的有效性。该算法具有编码简单、效率高、通用性强等优点。     

DNA计算中编码序列的过滤函数研究

构造了用于DNA编码序列过滤的函数,并给出了DNA序列编码的算法,采用该文设计的过滤函数和算法所得到的DNA编码序列,能够满足一定的组合约束条件,并满足一定热力学条件,大大提高了DNA编码字的质量,有利于提高DNA计算的可靠性。     

基于DNA计算的命题逻辑推理算法

通过讨论DNA计算的生物机理和表面DNA计算中的荧光标记策略的基本原理,利用表面DNA计算的思想,对数理逻辑中的命题推理进行了研究,给出了一种合适的DNA编码策略,提出了一种新的对一般的命题公式的推理算法。新方法利用荧光猝灭技术,通过观察表面DNA分子链中猝灭程度来排除非可行解。最后通过事例分析了算法的基本过程,说明了该方法的普适性和可行性。     

基于稀疏矩阵的低复杂度安全网络编码算法

针对安全网络编码复杂度较大的问题,提出一种基于稀疏矩阵的安全网络编码算法。利用稀疏矩阵占用较少的存储空间和运算速度快的优点,在信源处将信源信息与稀疏矩阵进行矩阵变换操作,使得随机网络编码能以较高的概率达到信息论安全的要求。仿真结果表明,该算法能提高编解码速率,降低复杂度,减少存储空间。     

An efficient joint implementation of three stages for fast computation of color space conversation in image coding/decoding

This paper proposes an efficient joint implementation algorithm for computing color space conversion, quantization and discrete cosine transform (DCT) in an image coder/decoder. By combining the three stages, the proposed algorithm reduces the operation amount of computing color space conversion considerably. In the case of color sampling 4:4:4, the proposed algorithm reduces the multiplication amount by 40% and the addition amount by 42% for the conversion from RGB to YCbCr in an image coder, and reduces the multiplication amount by 60% and the addition amount by 42% for the conversion from YCbCr to RGB in an image decoder. In the cases of down-sampling 4:2:2 and 4:1:1, there are the similar results. The existing fast methods in the literatures can still be applied together with this proposed algorithm into the implementation of the international image coding standards which use the transform coding technology, such as JPEG, MPEG and H.26X, and raises the image coding/decoding speed efficiently.     

可满足性问题的一种DNA表面计算模型

可满足性问题的一种DNA表面计算模型是一种特殊的DNA计算方法,该模型是采用荧光标记的策略和荧光猝灭技术,通过观察荧光灭光情况排除非解,从而有效的解决可满足性问题(SAT).该模型方法具有错误率低、编码简单、读取方便等很好的性能,能够大大减少实验过程中的错差.