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相似文献
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1.
李燕 《计算机科学》2006,33(3):179-180
DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法.从理论上研究DNA计算方法,有利于推动理论计算科学的发展.本系列文章应用形式语言及自动机理论技术,系统地探讨了DNA分子的可计算性及其计算能力.本文主要介绍DNA剪接计算模型的文法结构和剪接计算方法,探讨了不同DNA剪接计算模型的计算能力,证明了所有图灵机可计算的函数理论上都可以通过DNA剪接计算模型来计算.  相似文献   

2.
DNA计算是一种模拟生物分子的结构并借助于分子生物技术进行计算的新模式。它引入了崭新的数据结构和计算方法,为解决NP完全问题提供了全新的途径。用DNA分子作为信息载体,以实现数据隐藏、认证、加密等安全技术。本文借鉴生物DNA的表达方式,定义了用户DNA、文件DNA的串结构,从而提高系统中信息安全控制的可靠性。  相似文献   

3.
DNA计算原理及系统分析   总被引:3,自引:2,他引:3  
DNA计算是一种模拟生物分子DNA的结构并借助于分子生物技术进行计算的新方法,它开创了以化学反应作为计算工具的先例,具有广阔的应用前景。DNA计算的两个主要特点是计算的高度并行性和巨大的信息存储容量。该文简要介绍了DNA计算的原理及其数学计算的基本思想;对DNA计算的特点及其系统进行了分析。比较了DNA计算机与图灵机的异同;最后对DNA计算的发展前景进行展望。  相似文献   

4.
李燕 《计算机科学》2006,33(1):202-204
DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法。从理论上研究DNA计算方法,有利于推动理论计算科学的发展。本系列文章应用形式语言及自动机理论技术,系统地探讨了DNA分子的可计算性及其计算能力。本文主要介绍常用DNA分子操作方法,并根据DNA分子的结构及特点,给出了DNA分子的形式化描述。  相似文献   

5.
DNA计算机原理、进展及难点(Ⅳ):论DNA计算机模型   总被引:11,自引:0,他引:11  
在DNA计算机研究中,所建模型的好坏直接影响着DNA计算中诸多问题,如编码的难易程度、整个生物操作或生化反应的设计、解空间的大小、计算时间多少、应用范围以及通用性的程度等.如何建立快速的、功能强的、具有一定通用性的DNA计算机模型,是从事DNA计算机研究者一直关注与感兴趣的难题.为此,该文将主要围绕着DNA计算机的模型建立展开讨论,重点讨论10年来所建立起来的一些主要模型.共分为三种类型:第一种是利用DNA分子结构与特性所建立起来的几种主要模型;第二种是利用生物操作方式所建立的三种模型:试管型、表面型与芯片型;第三种是所谓的DNA计算机模型.文中讨论了这些模型的基本原理、功能、优缺点以及应用的研究进展等.最后,对DNA计算机模型研究中的难点进行了分析,并给出了相应的解决思路.  相似文献   

6.
李燕 《计算机科学》2006,33(2):155-157
DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法。从理论上研究DNA计算方法,有利于推动理论计算科学的发展。本系列文章应用形式语言及自动机理论技术,系统地探讨了DNA分子的可计算性及其计算能力。本文主要介绍DNA分子粘接计算模型的文法结构和计算方法,探讨了不同粘接计算模型的计算能力,并证明了DNA有穷自动机与正规文法的等价性。  相似文献   

7.
图论中的DNA计算   总被引:1,自引:0,他引:1  
DNA计算是一种模拟生物分子DNA结构并借助分子生物技术进行计算的新方法,其高度并行性和巨大的信息存储量为解决NP-完全问题提供全新的途径.介绍DNA计算的基本原理,详细介绍哈密顿图的DNA算法以及图着色问题的表面DNA计算,最后介绍DNA计算在图论中的进展以及DNA计算存在的问题.  相似文献   

8.
DNA计算是一种模拟生物分子的结构并借助于分子生物技术进行计算的新模式。它引入了崭新的数据结构和计算方法,为解决NP完全问题提供了全新的途径。由于DNA计算具有信息处理的高并行性、低能耗及高存储密度等优点,对传统的基于计算安全的密码体系提出了挑战。DNA密码便是近年来伴随着DNA计算的研究而出现的密码学新领域。用DNA分子作为信息载体,以实现数据隐藏、认证、加密等安全技术。在简要回顾DNA计算原理的基础上,详细分析了基于DNA的一次一密方案以及Boneh用DNA计算机破解DES的方法;最后探讨在DNA计算中的信息安全技术。  相似文献   

9.
密码学作为信息安全的重点,一直以来都是讨论的热点。DNA分子强大的存储能力以及DNA分子计算的超低能耗和较快的并行处理速度,使DNA分子计算迅速受到广泛关注。DNA分子计算涉及生物、计算机、数学等领域,目前已出现许多DNA分子计算的研究方向。特别是在密码模型研究方面,利用DNA分子计算能力破解传统密码系统,结合新技术与现有技术,在传统密码系统的基础上形成更加可靠稳定的新密码系统,这给现代密码系统带来了机遇和挑战。文章描述了利用DNA分子构造计算模型对DES、RSA、NTRU等传统密码机制进行破解,结合一次性密码本等密码原理提出了新的加密解密模型,总结了当前DNA密码研究存在的不足,并展望了其在信息安全领域的发展前景。  相似文献   

10.
DNA分子计算的工作原理是对生物系统进行编码,以生物化学反应为基础,利用生物技术实现生物系统的状态转移来推进计算过程.2001年以色列的Yaakov Benenson等人在基于DNA计算的发卡模型实现了具有状态转移功能的分子有限状态自动机,国内则有利用DNA计算的方法构造可编程分子下推存储器的相关研究.该存储器基于分子自动机的原理,能按一定逻辑进行自组装,是一种纳米尺度的生物存储机构.文中首先通过在分子有限自动机上扩展一个分子下推存储器从而获得了一种简单的分子下推自动机,并基于该下推自动机提出了一类语言的分子自动机解法.接着提出了两种改进的分子下推自动机的模型,通过增加模型复杂度,分别解决了基本型分子下推自动机存在输人字符串限制和输入分子形式不统一的问题.计算理论表明,该种下推自动机的计算能力超过了已有的有限自动机.  相似文献   

11.
DNA computing is a new method based on biochemical reactions and molecular biology technology.The paper first introduces the basic principle and advantages of DNA computing, and then surveys DNA computing and DNA computer, finally, points out current existing problems and future search directions of DNA computing and DNA computer.  相似文献   

12.
利用自组装单分子膜法,将人工合成的乙肝病毒单链DNA片断作为特异性探针固定在金电极表面,结合电活性指示剂Hoechst33258构成DNA电化学传感器。在乙肝特异性DNA探针的自组装固定过程中,探讨了自组装单分子膜的成膜条件,总结出在探针浓度为100mg/L,自组装固定时间为12h对DNA探针的固定较为有利。考察了单链DNA修饰电极的伏安特性和单链DNA修饰电极的电子传递性能。在对标准互补DNA溶液的杂交检测过程中,探讨了杂交时间、杂交温度、指示剂的作用时间等对DNA传感器检测的影响。当杂交时间为90min,杂交温度为25℃,杂交溶液中NaCl浓度为0.3mol/L时,指示剂的伏安信号较好。  相似文献   

13.
对DNA计算的通用性及单链、双链、粘性末端、发夹、质粒、k-臂DNA分子等各种数据作了简单介绍,并对基于DNA分子结构特性和基于DNA计算机研制过程两个方面的DNA计算模型进行了分析对比。针对各种不同的DNA数据及特性,提出了混合DNA计算模型的研究思路,并从不同角度论述了混合DNA计算模型的可行性。  相似文献   

14.
A functional machine is not only an assembly of parts, but also an assembly of processes. The processing of each part must obey laws that respect to the property of this part. For example, building any kind of computer entails selecting appropriate components and assembling their properties to function in computation. Here, we describe computation using a DNA strand as the basic unit and we have used this unit to achieve the function of multiplication. We exploit the phenomenon of DNA hybridization, in which each strand can represent two individual units that can pair to form a single unit. We represent the numbers we multiply in binary, with different lengths representing each digit present in the number. In principle, all combinations of the numbers will be present in solution. Following hybridization, there is present a collection of duplex molecules that are tailed by single-stranded ends. These intermediates are converted to fully duplex molecules by filling in the ends with DNA polymerase. The lengths that are present represent the digits that are present, and they may be separated by denaturing PAGE. The results give a series of bands for each power of two. The number of bands in the size domain for a particular power of two is converted to binary and the sum of all present bands is then added together. Experimentally, the result of this process always yields the correct answer.  相似文献   

15.
DNA与小分子药物相互作用研究进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
现代医学中,抗肿瘤,抗病毒药物与DNA之间的反应研究对疾病治疗有着重要意义.该文讨论抗癌药物及小分子与DNA之间的反应,综述小分子与DNA之间的反应的研究方法.  相似文献   

16.
DNA编码限制条件与编码策略   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
以评价DNA编码的基本限制条件之一——Hamming距离为出发点分析了DNA编码的三个参量:码字个数、码字长度与Watson-Crick Hamming距离,并得到它们之间的内在联系;讨论了Watson-Crick Hamming距离与DNA码字重量之间的关系;在此基础上得到了DNA编码的编码策略;提出了适合DNA编码的改进Watson-Crick Hamming距离及DNA编码模块化的定义,对DNA编码的优化做出了详细分析,为DNA计算的发展注入了活力。  相似文献   

17.
在羧酸修饰的碳糊电极表面共价键合人ssDNA,制备了人DNA伏安传感器.在杂交液中,传感器表面上的人ssDNA与杂交液中的人或动物ssDNA进行杂交反应时,电活性物质Co(bpy)3(ClO4)3配合物嵌入DNA双链中,使峰电流增加(△ip).△ip与试液中DNA浓度成正比,可用于检测生化样品中DNA含量,线性范围为0.010~0.20 mg/L,检测下限为2.29цg/L.  相似文献   

18.
An essential step of any DNA computation is encoding the input data on single or double DNA strands. Due to the biochemical properties of DNA, complementary single strands can bind to one another forming double-stranded DNA. Consequently, data-encoding DNA strands can sometimes interact in undesirable ways when used in computations. It is crucial thus to analyze properties that guard against such phenomena and study sets of sequences that ensure that no unwanted bindings occur during any computation. This paper formalizes and investigates properties of DNA languages that guarantee their robusteness during computations. After defining and investigating several types of DNA languages possessing good encoding properties, such as sticky-free and overhang-free languages, we give algorithms for deciding whether regular DNA languages are invariant under bio-operations. We also give a method for constructing DNA languages that, in addition to being invariant and sticky-free, possess error-detecting properties. Finally, we present the results of running tests that check whether several known gene languages (the set of genes of a given organism) as well as the input DNA languages used in Adlemans DNA computing experiment, have the defined properties.Received: 6 February 2003, Published online: 2 September 2003Research partially supported by Grants R2824A01 and R220259 of the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.  相似文献   

19.
DNA编码问题及其复杂性研究*   总被引:1,自引:0,他引:1  
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。  相似文献   

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