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《计算机应用与软件》2015,(10)
针对DNA计算中的DNA序列设计问题,基于6个DNA序列设计约束条件,将DNA序列设计问题转化为多目标优化问题,提出小生境遗传算法进行求解。算法利用DNA序列设计中的相似性约束与H-测度约束,在单链DNA序列集合上定义共享函数,利用两种类型的编码等价变换以及模4算术运算,构造了5个遗传算子,并给出具体的DNA序列设计结果。通过比较,算法可以得到质量更好的DNA序列,且在种群规模与进化代数方面具有更高的计算效率。 相似文献
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《计算机工程与应用》2016,(15)
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。 相似文献
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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... 相似文献
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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。 相似文献
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多元聚合酶链反应( multiplex PCR, MP-PCR )是一种运用多对引物同时扩增多条DNA序列或一条DNA序列上多个区域的生物学实验方法.引物集设计对于实验的成功至关重要.由于引物合成是实验成本的主要来源,且引物需要满足许多约束条件,因此设计满足多约束条件的最小引物集是保证实验成功、降低实验成本的有效手段.首先给出多约束最小引物集选择问题(minimum primer set selection problem with multiple constraints, MPSSPMC)的数学模型,通过引入新颖的遗传算子,提出一种求解该问题的单亲遗传算法MG-PGA.实验结果表明MG-PGA在满足多约束条件下能获得较小的引物集,为MP-PCR引物设计提供了一种有效的解决方法. 相似文献
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基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法 总被引:1,自引:0,他引:1
针对Logistic映射应用于图像加密时迭代点比较集中、遍历性较差的问题,提出一种改进的基于斜帐篷映射与脱氧核糖核酸(DNA)理论的图像加密算法。利用斜帐篷映射产生2组混沌序列来置乱图像中像素的位置,对初步置乱后的图像进行DNA编码,使其成为一个DNA序列,再由斜帐篷映射产生一组混沌序列以置乱DNA序列,通过DNA反变换得到最终的加密图像。从安全性和置乱程度2个方面进行仿真分析,结果表明,与Arnold变换、Hilbert曲线等传统置乱方法,以及Logistic映射与DNA理论相结合的算法相比,该算法具有更好的加密特性。 相似文献
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目的 针对传统基于混沌系统的图像加密算法在加密遥感图像时存在速度差、安全性不足等问题,提出一种混沌系统和脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)编码的并行遥感图像加密算法,提升图像加密的效率和安全性。方法 利用明文图像的安全散列算法256(secure Hash algorithm 256,SHA-256)哈希值修改混沌系统的参数和初始值,提高算法的明文敏感性,并通过2维Hénon-Sine映射置乱图像,打乱像素之间的分布规律;然后利用图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行计算密钥序列,缩短加密时间,通过选择多个高维混沌系统和修改混沌系统初始值确保密钥序列的随机性;最后利用密钥序列和GPU对图像进行DNA并行加密,得到最终的密文图像。在DNA并行加密过程中,生成一种DNA-S盒,对DNA编码进行非线性替换。结果 在遥感图像以及普通彩色图像上的仿真实验和安全性分析结果表明,本文算法在加密遥感图像上速度达到80 Mbit/s以上,密钥空间大于10200,信息熵趋近于8,密文图像直方图平坦均匀,且通过了美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)随机测试以及卡方检验;与其他算法相比,本文算法在密钥空间、相邻像素相关性、像素改变率(number of changing pixel rate,NPCR)、统一平均变化强度(unified averaged changed intensity,UACI)和信息熵等评价指标上更接近理想值。结论 本文算法在大幅提升加密速度的同时,保证算法足够安全,能够抵抗各种攻击,适合遥感图像以及大容量图像的保密存储和网络传输。 相似文献
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通过对无线传感器网络的拓扑结构和蛙跳算法的研究,针对能量受限的无线传感器网络生命周期较短的问题,提出一种基于混合蛙跳算法的WSN(W ireless Sensor Network)路由优化算法。该算法在生成青蛙时,考虑了节点的剩余能量,在局部优化过程中采用选择替换和变异两种方法,在全局优化中引入了多路径路由思想,并且充分利用了基站的信息资源和强大功能。仿真结果表明,该优化机制有效延长了W SN的生命周期,改善了网络性能。 相似文献
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提出一种改进的差分进化算法用于求解约束优化问题.该算法在处理约束时不引入惩罚因子,使约束处理问题简单化.利用佳点集方法初始化个体以维持种群的多样性.结合差分进化算法两种不同变异策略的特点,对可行个体与不可行个体分别采用DE/best/1变异策略和DE/rand/1策略,以提高算法的全局收敛性能和收敛速率.用几个标准的Benchmark问题进行了测试,实验结果表明该算法是一种求解约束优化问题的有效方法. 相似文献
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Victor M. Cervantes-Salido Oswaldo Jaime Carlos A. Brizuela Israel M. Martínez-Pérez 《Applied Soft Computing》2013,13(12):4594-4607
Designing oligonucleotide strands that selectively hybridize to reduce undesired reactions is a critical step for successful DNA computing. To accomplish this, DNA molecules must be restricted to a wide window of thermodynamical and logical conditions, which in turn facilitate and control the algorithmic processes implemented by chemical reactions. In this paper, we propose a multiobjective evolutionary algorithm for DNA sequence design that, unlike preceding evolutionary approaches, uses a matrix-based chromosome as encoding strategy. Computational results show that a matrix-based GA along with its specific genetic operators may improve the performance for DNA sequence optimization compared to previous methods. 相似文献