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1.
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
2.
基于分治的背包问题DNA计算机算法   总被引:11,自引:2,他引:9  
如何减少DNA计算机在求解大型难解问题中以问题输入纯指数增长的DNA链数,已成为DNA计算机研究的重要内容.将分治策略应用于背包问题的DNA分子计算中,提出一种求解背包问题的新的DNA计算机算法.算法由n位并行减法器、n位数据搜索器和其他4个子算法组成.算法的DNA链数可达到亚指数的O(2q/2),其中q为背包问题的维数.与最近文献结论进行的对比分析表明:算法将求解背包问题所需的DNA链数从O(2q)减少至O(2q/2),最大链长度减少为原来的1/2,因此,理论上新算法在试管级水平上能将可破解的背包公钥的维数从60提高到120.  相似文献
3.
排课表问题的闭环DNA计算模型的算法   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
排课表问题是NP-完全问题。基于闭环DNA计算模型引入多种生化实验得出求解排课表问题的DNA算法。本算法采用两部编码方式产生初始数据池,引入批删除实验解决了教师和班级的冲突问题和同班课问题;引入批分离实验解决了正常合班课问题和教师时间要求问题;引入电泳实验解决了排课的均衡分配问题;引入标记实验得到了排课表问题的全局最优解集,并给出了算法的生化实现过程。最后,对算法的正确性进行了证明,并讨论了算法的复杂性。  相似文献
4.
粘贴DNA模型的多级分离技术及其应用   总被引:6,自引:0,他引:6  
利用粘贴DNA模型现有的4种基本操作来解决问题效率低下,为解决这一问题,提出多级分离的概念,设计一个多级分离装置的模型,引入了多级分离技术.以可满足性问题(satisfiabilty problem,SAT)为例说明了该技术与装置的应用;通过实例的分析对比,展示了该技术的优越性.最后,证实了多级分离装置的有效性,并对多级分离技术的前景给予了展望.  相似文献
5.
基于闭环DNA的指派问题算法   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
周康  同小军  许进 《计算机科学》2007,34(12):211-213
给出了闭环DNA计算模型及其生化实验。用闭环DNA计算模型设计出了指派问题的DNA算法。首先对决策变量进行二维DNA编码来存放决策变量和效益值,然后通过有目的的终止技术和删除实验得到指派问题的全部可行解,最后通过电泳实验和检测实验获得最优指派问题的最优解。举例说明了算法的可行性。最后,为减少DNA编码数量和缩短DNA编码的码长,讨论了算法的两种改进方法。  相似文献
6.
求解TSP算法   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
首先提出旅行商问题(TSP),并将其转化为最短有向图哈密尔顿回路问题,然后介绍了三种类型的求解TSP的算法。第一种为传统算法,包括分支定界法、改良回路法、贪婪算法、MST算法、MM算法、插入法等;第二种为现代优化算法,包括模拟退火算法、人工免疫算法、遗传算法、蚁群算法、粒子群优化算法、禁忌搜索算法、Hopfield神经网络算法等;第三种为论文提出的DNA计算算法。并对这些算法的复杂度、误差范围以及优劣点进行了分析。  相似文献
7.
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.  相似文献
8.
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.  相似文献
9.
DNA计算的研究进展及展望   总被引:4,自引:1,他引:3  
DNA计算是在计算科学和分子生物学的基础上发展起来的一个新颖而极具发展潜力的学科。由于它具有信息处理的巨并行性、低耗能以及高存储密度等特点,DNA计算已被广泛应用于解决各种复杂性计算问题以及模拟电子计算机进行四则运算。DNA计算机的研制也正在向着实用化阶段迈进。综述了当前DNA计算的运行机理与计算模型,重点讨论了当前研究的热点与难点问题,并对未来的发展进行了展望。  相似文献
10.
经典Ramsey数DNA计算模型(Ⅰ):位序列计算模型   总被引:2,自引:2,他引:0  
Ramsey数问题是组合数学乃至整个数学中最具魅力的研究领域,也是最困难的数学问题之一.对于经典Ramsey数,至今只有9个Ramsey数得到解决.按照传统的算法,其搜索空间太大,当前的电子计算机无法胜任.研究表明,DNA计算在求解困难的NP一完全问题上优于电子计算机.目前已经建立了众多求解NP-完全问题的DNA计算模型,但未见到用于求解Ramsey数的DNA计算模型.作者建立了一种新颖的DNA计算模型,用于一般经典Ramsey数的求解.全文共分两篇,该文属首篇,建立了一种可适用于DNA计算模式的所谓的求解Ramsey数的位序列计算模型,其中的位序列是以图的相邻矩阵下三角阵中行从左到右、列从上到下的排列次序.文中重点对该模型的机理与使用方法进行了分析研究.  相似文献
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