基于面上DNA计算求解最小集合覆盖问题*

利用DNA分子结构推得DNA计算机理及实现方式,提出用面上DNA计算模型求解最小集合覆盖问题,给出了具体应用和算法评价;在计算模板表面穷举了所有可能的结果,同一时间验证结果是否满足条件,实现DNA计算的强大并行性;同时在互补的寡聚核苷酸片段发生退火反应时,通过催化剂来决定是否杂交,减少人工参与、提高计算效率。最后,通过计算机仿真模拟验证了本模型的可行性。     

图的最小顶点覆盖问题的面上DNA解法

1994年，Adleman提出一种解决NP完全问题的新方法-DNA计算．之后又出现了许多关于DNA计算的改进操作并增加了其可靠性，其中面上操作是一种很有效的方法．本文利用DNA计算的固态处理(面上计算)解决了图论中又-NP完全问题一图的最小顶点覆盖问题．构造了含有6个顶点10条边的图的顶点集子集对应的数据池之后，进行了一系列的合成、杂交、清洗、变性等生物操作，得到所有覆盖对应的DNA序列，然后通过编址过程得到所要求的最小覆盖．     

哈密顿回路问题的DNA表面计算模型

基于生化反应原理的DNA计算具有强大的并行运算能力,DNA计算机在求解NP问题上存在着硅计算机无法比拟的先天的优越性。论文采用荧光标记的策略,给出了一种新的哈密顿回路问题的DNA表面计算模型。该模型首先将问题解空间的DNA分子固定在固体载体上,然后通过进行相应的生化反应来求得哈密顿回路问题的所有解。在新模型中,解空间的生成过程与边的排列顺序无关。     

图的最小顶点覆盖问题的DNA表面计算模型

基于生化反应原理的DNA计算具有强大的并行运算能力,DNA计算机在求解NP问题上存在着硅计算机无法比拟的先天的优越性。采用荧光标记的策略,给出了一种新的图的最小顶点覆盖问题的DNA表面计算模型。该模型首先将问题解空间的DNA分子固定在固体载体上,然后通过进行相应的生化反应来求得图的最小顶点覆盖问题的所有解。新算法利用荧光猝灭技术,通过观察荧光来排除非解,具有编码、解读简单和错误率低的特点。     

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。     

DNA计算中的编码方法研究

DNA计算是一种利用生物大分子间的相互作用来实现并行计算的新的计算模式。因为其具有强大的并行性和高密度的信息存储能力,因而引起了科学界的广泛关注。编码是DNA计算的第一步,也是最重要的一步。编码质量的好坏直接影响反应过程的速度和效率。论文主要介绍了DNA计算过程中的编码问题、影响编码的因素及已有的几种主要的编码方法;最后指出了DNA计算的编码方法存在的问题及研究方向。     

移动自组网QoS路由的DNA计算模型

QoS路由问题是移动自组网应用面临的一个重要问题,其中如何根据移动自组网动态拓扑结构和单向链路的特点来设计路由算法是关键。DNA计算是一种基于生化反应的新型计算方法,高度的并行性和海量存储能力是其最大的特点。文章首先给出了QoS路由问题模型,然后介绍了DNA的分子结构和DNA计算的基本原理,最后依据Adleman进行DNA计算的编码方法,给出了移动自组网QoS路由问题的DNA计算模型,为解决多约束QoS路由问题提供了一种新的思路。     

图论中的DNA计算

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.     

DNA计算与背包问题

该文通过对背包问题这一典型的NP完全问题的DNA计算研究,针对属于组合优化一类的ZKP问题给出了一种DNA计算方法,该算法解决了组合优化一类DNA计算的加权赋值问题,并根据DNA计算的特点给出了一般加权赋值型组合优化问题的DNA计算模式。     

赋权图上优化问题的DNA计算方法研究

对赋权图上经典优化问题的DNA计算方法进行探讨,改进原有DNA计算模型中的权值编码方法,提出一些新的DNA编码方法及DNA算法．具体地说,通过设计赋权无向图的相对长度图给出了旅行商问题的一种相对长度DNA编码方法及DNA算法,通过设计赋权无向图的广义边图给出了中国邮递员问题的一种广义边图DNA编码方法及DNA算法,通过选取DNA序列的最佳逆补比对给出了最小生成树问题的一种基于逆补比对的DNA编码方法及DNA算法,通过设计从顶点覆盖问题到Hamilton回路问题的一种改进多项式变换给出了顶点覆盖问题的一种基于多项式变换的DNA编码方法及DNA算法．所设计的DNA计算方法提高了DNA计算中表示数值和处理数值的能力．     

Hadoop云计算平台在高校实验室教学环境中的实现

云计算领域是IT发展的方向,其重要性正日益凸显,Hadoop是云计算领域的一项具体技术。该文以开源的分布式计算框架Hadoop为基础,详细介绍了在学院网络实验室中搭建云计算平台Hadoop教学环境的过程,并给出了具体实现方案。     

DNA逻辑计算模型的研究现状与展望

DNA计算因其优异的计算能力已经成为当前研究热点,DNA逻辑计算模型是DNA计算体系与运算实现的重要依托。按应用技术将现有DNA逻辑计算模型进行分类：基于链置换的DNA逻辑计算模型、基于核酶的DNA逻辑计算模型、基于G-quadruplex的DNA逻辑计算模型、基于DNA自组装的逻辑计算模型、基于其他分子技术和分子材料的DNA逻辑计算模型。首先阐述了DNA逻辑计算的研究背景和研究目的以及现阶段在生物分子检测、疾病诊断、多因素分析和生物成像等领域的应用并简述其相关概念;然后梳理各DNA逻辑计算模型的研究历史和现状,分析各类逻辑计算模型所应用的分子操控技术和分子材料以及优缺点和应用前景;最后归纳总结DNA逻辑计算领域当前研究热点和发展前景,为未来提出全新的计算方式奠定基础,为信息、医疗等领域提供更好的服务。     

DNA计算中的数据与计算模型

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。     

DNA计算机:原理、进展及难点(Ⅱ)计算机"数据库"的形成--DNA分子的合成问题

基于生化反应机理的DNA计算机模型引起了科学领域内许多不同学科学者们的关注与兴趣．DNA计算已经成为国际科学研究前沿领域内的一个新热点．DNA计算机的研制需要诸如生物工程、计算机科学、数学、物理、化学、信息科学、微电子技术、激光技术以及控制科学等许多学科的共同协作攻关．作者以系列文章的形式拟对DNA计算机的基本原理、研究进展、DNA计算的模型以及当前研究中的难点给予研讨．该文属第二篇,重点讨论DNA计算机研制中DNA分子的合成问题．DNA分子的合成问题不仅是DNA计算中生物操作过程首先要处理的问题,而且是DNA计算机研制中必须要解决的问题,因为最终实用化的DNA计算机应是一种全自动化的．如何将DNA分子的合成过程与编码、其它生化操作自动地衔接起来是全自动化DNA计算机当前研究的关键难题．若要解决这个问题,人们必须很熟悉有关DNA分子合成的基本原理以及合成技术．这也是该文的动机．     

DNA计算研究的现状与展望

最近,采用ＤＮＡ计算的可能性引起了人们的广泛兴趣。本文在简要介绍ＤＮＡ是之后,探讨了ＤＮＡ计算及其模型,并将其与遗传算法、模糊控制、神经网络、混沌系统等软件计算技术进行集成,指出了ＤＮＡ计算的优点及目前存在的问题。最后我们对它们的前景进行展望。     

Topics in the theory of DNA computing

DNA computing, or, more generally, molecular computing, is an exciting fast developing interdisciplinary area. Research in this area concerns theory, experiments, and applications of DNA computing. In this paper, we demonstrate the theoretical developments by discussing a number of selected topics. We also give an introduction to the basic structure of DNA and the basic DNA processing tools.     

基于Mobile Agent的远程数据库访问模型

分析传统C/S计算模式应用于移动环境时产生的问题,针对移动应用的不同分类,构建相应基于Mobile Agent的远程数据库访问模型。讨论其原理和方法,给出实现算法,根据具体应用总结模型特点。实践结果表明,该模型可适应移动环境,正确性较高。     

Web Services在分销管理系统中的应用

Web Services是一种新的分布式计算技术,它可以跨越应用系统的组件模型、操作系统编程语言的界限、供客户端或其它服务器调用.本文介绍了基于.NET平台的Web Services在连锁店分销管理系统(DRP)中的一种应用,该方案具有实现简单、可扩充性好、运行成本低等特点.     

激光诱导荧光技术在DNA计算输出中的应用

DNA计算机以其高度并行性和巨大的信息存储容量为NP-完全问题的解决提供了一种全新的方法,而快速准确的结果输出是其走向实用的关键之一。文章主要介绍激光诱导荧光(LIF)技术,并对LIF在DNA计算机输出中的应用进行了讨论。