一、DNA計算機原理、進展及難點(Ⅰ):生物計算系統(tǒng)及其在圖論中的應(yīng)用（論文文獻綜述）
韓英杰[1]（2020）在《基于DNA計算模型的計算樹邏輯模型檢測算法研究》文中研究說明計算樹邏輯（Computation Tree Logic,CTL）模型檢測是形式化方法研究的熱點,是保證系統(tǒng)正確性的重要手段之一。DNA計算是以DNA分子和生物酶為材料,以生化操作為計算手段的一種生物計算模式。開展CTL模型檢測的DNA計算方法研究,不僅可以利用DNA分子的超高存儲容量和DNA計算的強大并行優(yōu)勢解決模型檢測狀態(tài)空間爆炸問題,而且對推動DNA計算機的研發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。自圖靈獎獲得者Emerson教授提出“DNA模型檢測”問題以來,針對CTL模型檢測問題,非自治、自治和細胞內(nèi)算法仍沒有解決,現(xiàn)有算法存在不能提供反例、不能檢測帶過去算子的CTL公式（CTLP）、因使用核酸酶導(dǎo)致的魯棒性弱以及反應(yīng)材料不可復(fù)用等問題。針對上述問題,本文深入研究了基于非自治、自治和細胞內(nèi)DNA計算模型的CTL模型檢測算法,完成的主要工作和創(chuàng)新點如下:1)提出了基于非自治DNA計算模型的CTL模型檢測算法——AM-CTLMC。設(shè)計了待檢測系統(tǒng)模型的編碼方案,構(gòu)建了系統(tǒng)模型運行路徑的生成算法,給出了CTL基本公式、一般公式和CTLP公式的模型檢測算法,仿真實驗結(jié)果驗證了算法的正確性。AM-CTLMC解決了現(xiàn)有算法在系統(tǒng)模型不滿足CTL公式時不能提供反例的問題,同時,能夠?qū)ΜF(xiàn)有算法無法檢測的CTL一般公式和CTLP公式實施檢測,提升了檢測能力,算法執(zhí)行過程中不使用核酸酶,提升了魯棒性,保證了反應(yīng)材料的可復(fù)用性。2)提出了基于自治DNA計算模型的CTL模型檢測算法——基于分子信標的算法（MB-CTLMC）和基于長度-編碼自動機的算法（LEA-CTLMC）。給出了待檢測系統(tǒng)模型的DNA編碼方案,分別構(gòu)建了CTL基本公式的分子信標和長度-編碼自動機的編碼方案,設(shè)計了系統(tǒng)模型運行路徑與CTL基本公式的分子自組裝環(huán)境,給出了基于分子信標和長度-編碼自動機的CTL模型檢測自組裝算法,仿真實驗和生物實驗結(jié)果驗證了算法的正確性。CTL模型檢測的分子自組裝算法解決了現(xiàn)有算法魯棒性弱和反應(yīng)材料不可復(fù)用的問題,同時,由于可編程性和通用性,LEA-CTLMC在實現(xiàn)時序邏輯模型檢測方面具有可擴展性。3)提出了基于細胞內(nèi)DNA計算模型的CTL模型檢測算法——IN VIVO-CTLMC。設(shè)計了系統(tǒng)模型運行路徑的信使核糖核酸分子編碼方案,構(gòu)建了CTL基本公式有限狀態(tài)自動機的轉(zhuǎn)運核糖核酸分子編碼方案,給出了CTL基本公式的模型檢測算法,通過將路徑的信使核糖核酸分子和CTL公式的轉(zhuǎn)運核糖核酸分子插入到質(zhì)粒,再將質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到大腸桿菌細胞中,利用大腸桿菌活體細胞內(nèi)自治的蛋白質(zhì)合成機制實現(xiàn)了模型檢測,并對算法的正確性進行了證明。該算法解決了目前缺乏細胞內(nèi)CTL模型檢測算法的問題,為基因疾病的早期診斷及分子層面的治療探索了動態(tài)、智能、精確的方法。4)提出了基于機器學(xué)習(xí)的DNA分子雜交有效性分析方法,解決了生物仿真平臺分析DNA分子雜交有效性效率低的問題。構(gòu)建了DNA分子雜交有效性分析數(shù)據(jù)集,經(jīng)初步實驗選定了梯度提升樹、邏輯回歸、支持向量機和隨機森林四種機器學(xué)習(xí)算法,采用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練并生成了四種分類器,綜合性能指標選出最佳的分類器——基于梯度提升樹的分類器。與生物仿真平臺的對比實驗結(jié)果表明,基于梯度提升樹分類器方法的F1值比生物仿真平臺的F1值下降了0.1,但分析效率提升了142,013倍,且分析時間不會隨參與雜交的DNA分子種類增加發(fā)生數(shù)量級的變化。該方法解決了生物仿真平臺分析DNA分子雜交有效性效率低的問題,為DNA分子雜交有效性分析提供了可供選擇的工具。
王亞楠[2]（2019）在《基于DNA鏈置換技術(shù)的邏輯計算模型的研究》文中研究指明DNA不僅儲藏著巨大的生命遺傳信息,而且還可以作為一種天然的納米生物材料及元件。到目前為止,科學(xué)家們已經(jīng)巧妙地使用DNA分子完成了各類功能結(jié)構(gòu)及器件的設(shè)計與構(gòu)建。將DNA作為納米材料與其他納米材料相結(jié)合,必將為生命科學(xué),材料科學(xué),環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展帶來前所未有的動力。在本論文中,我們遵循沃森-克里克堿基互補配對的原則,借助于G-四鏈體,脫氧核酶等納米材料的特性,并通過與DNA鏈置換技術(shù),熒光標記技術(shù)等DNA納米技術(shù)結(jié)合,在此基礎(chǔ)上,完成了 DNA分子邏輯計算模型的構(gòu)建。本文所做的主要研究工作具體包含如下兩個方面:（1）我們首先提出了一個簡單的DNA探針邏輯計算模型,可以通過基于鏈霉抗生物素蛋白和DNAzyme介導(dǎo)的鏈置換反應(yīng)的DNA探針技術(shù)來實現(xiàn)。在第一個過程中,構(gòu)建了基于鏈霉抗生物素蛋白介導(dǎo)的短距離鏈遷移的熒光猝滅裝置（A1）。在這里,我們主要利用的是近距離效應(yīng)觸發(fā)的DNA鏈置換技術(shù)來操縱基于蛋白質(zhì)小分子——鏈霉抗生物素蛋白介導(dǎo)的AND邏輯運算。其中,鏈霉親和素之所以可以高度特異性與生物素牢固綁定,這是由于它們之間具有非常強烈的高親和力。這將為本策略的實施提供了保障,并且有助于本模型的靈敏性及高效性的提升。然后提出了由DNAzyme切割觸發(fā)的信號恢復(fù)裝置（A2）。在此過程中,只有當兩個分裂的DNA核酶片段同時存在時,它們才能在金屬離子的輔助作用下具有催化活性,從而激活催化切割反應(yīng),導(dǎo)致含有猝滅基團的短鏈分離,同時伴隨著熒光信號的增強。為了有效改善模型的復(fù)雜性和實用性,我們將鏈霉抗生物素蛋白與DNAzyme結(jié)合起來構(gòu)建了一個級聯(lián)邏輯計算模型,以此來靈敏地控制信號的強度。同時,建立了實現(xiàn)級聯(lián)的熒光粹滅和恢復(fù)過程的智能DNA分子開關(guān)。最后,通過使用聚丙烯酰胺凝膠電泳和熒光檢測實驗來完成對所提模型的可行性的驗證。本章中所構(gòu)建的模型利用了綁定誘導(dǎo)的近距離DNA分支遷移技術(shù),并引入了鏈霉親和素、脫氧核酶等材料,為DNA邏輯計算模型的構(gòu)建提供了更多選擇的可能。（2）在第二項研究中,我們已經(jīng)成功開發(fā)出一種可以將DNA邏輯門集成到一個簡單并且通用的平臺中的新策略,以最終實現(xiàn)包括半加器（HA）和半減器（HS）在內(nèi)的這種高級算術(shù)邏輯功能。其中,本策略中所構(gòu)建的通用平臺主要由DNAzyme亞基及分子信標MB構(gòu)成。在此通用模型的基礎(chǔ)上,僅需要更改不同的輸入鏈即可實現(xiàn)不同的邏輯計算元件的構(gòu)建;由于半加器和半減器這兩個邏輯組件的主要操作對象是兩位一位二進制數(shù),輸出產(chǎn)生兩個結(jié)果,即模型需要設(shè)計兩個輸入和兩個輸出。因此,在該策略設(shè)計中我們使用分子信標MB及G-四鏈體作為信號報告分子,同時分別引入了 FAM熒光信號檢測和TMB/H2O2溶液的顏色變化（可以用肉眼明確地獲得計算輸出）來對其進行檢測,并分別作為兩個邏輯輸出端對應(yīng)的信號結(jié)果,最終滿足所構(gòu)建的邏輯計算模型的功能需求。這個邏輯系統(tǒng)的獨特之處在于輸入介導(dǎo)的計算電路的組裝與拆卸,門設(shè)計的模塊化以及可通過觀察解決方案的顏色變化而獲得的可見輸出,這為后續(xù)復(fù)雜邏輯電路的構(gòu)建提供了新思路。
汪改英[3]（2019）在《基于DNA和限制酶的邏輯計算模型的研究》文中研究指明DNA不僅承載著生命遺傳信息,還是天然的納米生物材料和元件。由于DNA分子自身的特異性、高并行性、微小性等天然特性,在信息存儲和處理過程中表現(xiàn)出了強大的并行計算能力和數(shù)據(jù)存儲能力,吸引了學(xué)者的廣泛關(guān)注。DNA分子被廣泛用于設(shè)計構(gòu)建各類功能結(jié)構(gòu)和器件,如DNA計算機、DNA傳感器、DNA芯片、DNA分子探針和分子信標等。立足點介導(dǎo)的DNA鏈置換技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于構(gòu)建DNA設(shè)備,包括DNA傳感器、DNA分子機器和DNA電路,因為它能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)控制鏈置換反應(yīng)。分子雜交系統(tǒng)的能級會自動趨于穩(wěn)定,DNA鏈置換技術(shù)正是基于此種特點,通過向系統(tǒng)中加入一定長度和序列的DNA鏈來誘導(dǎo)或者控制鏈置換反應(yīng),最終釋放另一條DNA鏈。傳統(tǒng)的鏈置換反應(yīng)體系中,立足點和分支遷移區(qū)域是共價連接的,預(yù)先暴露的立足點是激活進一步級聯(lián)反應(yīng)的先決條件,因此能夠動態(tài)地控制立足點的產(chǎn)生和移除將是非常有優(yōu)勢的。本研究將具有特異性識別功能的限制性核酸內(nèi)切酶引入DNA鏈置換中,作為DNA電路的輸入,通過控制立足點的生成和移除設(shè)計并實現(xiàn)了多種邏輯門,并構(gòu)建出多數(shù)表決分子電路,具體研究內(nèi)容如下:研究了基于限制性核酸內(nèi)切酶的立足點生成和移除機制,以用于后續(xù)分子邏輯門的構(gòu)建。通過合理的DNA序列設(shè)計,調(diào)整限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點來控制立足點區(qū)域的長度,采用聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）的實驗方法進行驗證,得到最佳的立足點長度為5nt。通過比較不同酶濃度反應(yīng)體系的實驗結(jié)果,得出最佳的實驗體系濃度為1 μM。設(shè)計了基于立足點生成和移除機制的多種邏輯門,并以此為基礎(chǔ)搭構(gòu)建了多數(shù)表決電路。利用NUPACK軟件仿真進行DNA序列設(shè)計,構(gòu)建出YES門、NOT門、AND門、OR門和NOR門等一系列邏輯門,通過凝膠電泳實驗進行濕實驗驗證,并采用Visual DSD對實驗設(shè)計進行模擬仿真。與以往的分子邏輯門比較,本文的設(shè)計反應(yīng)迅速,操作簡便,具有良好的擴展性,為大規(guī)模電路的設(shè)計提供了可能性。
李艷梅[4]（2016）在《DNA計算模型的理論設(shè)計與應(yīng)用研究》文中認為DNA分子計算是以DNA分子作為“數(shù)據(jù)”,以DNA的生化反應(yīng)作為“信息處理工具”的計算模式。自1994年Aldeman成功利用DNA分子求解了七個結(jié)點的哈密爾頓路徑問題后,DNA分子計算以其海量的存儲能力和高度并行計算能力等優(yōu)勢,為求解NP難題提供了一種新的解決方法。DNA計算的發(fā)展依賴于當前生物技術(shù)的發(fā)展水平。目前各種DNA計算模型都是針對特定問題而建立的特定計算模型,很難不做修改或少量修改應(yīng)用于其他問題,即不似電子計算機般具有通用性;隨著問題規(guī)模的增加,DNA的并行計算能力受生化反應(yīng)的影響而大大降低,失去了其計算優(yōu)勢;目前解的檢測基本上采用電泳技術(shù)、PCR擴增等常規(guī)的生物檢測方法,錯誤率高。以上多種局限性成為制約生物DNA計算自動化發(fā)展的重要障礙。本文借鑒生物DNA計算并行處理信息的原理,提出了一種新的基于硅的仿生物并行計算模型-DNA電子計算模型（DNA electronic computing model,DEM）。本文主要包括基礎(chǔ)理論的提出、硬件實現(xiàn)和在求解圖論和軍事彈藥配送路徑優(yōu)化問題等NP難題的應(yīng)用研究三方面,本文的具體工作如下:（1）DNA電子計算模型的理論基礎(chǔ)及仿真實現(xiàn)DNA計算中典型模型之一的粘貼模型采用單雙鏈混合對DNA分子進行編碼:單鏈用來表示2-進制數(shù)中的0,雙鏈來表示2-進制數(shù)中的1,編碼形式與電子計算機類似,具有一定的通用性。且粘貼模型是一種典型的同時對信息位垂直處理的計算模型,其信息并行處理原理適合在硅硬件上實現(xiàn)。借鑒粘貼模型的信息表達和并行計算原理詳細介紹了DEM的基礎(chǔ)理論模型-一種基于分子計算的廣義圖靈模型（Generalized Turing Machine,GTM）。GTM通過特殊的拓撲映射和并行的同時讀、寫算子,實現(xiàn)對信息的并行處理。通過求解可滿足性問題的仿真試驗詳細說明的GTM的并行計算原理。對GTM結(jié)構(gòu)不變的情況下進行改進,通過增加指令可以在多項式時間內(nèi)求解集合覆蓋問題的最優(yōu)解。仿真試驗說明GTM在求解NP難題時具有一定的通用性。（2）DEM模型的硬件實現(xiàn)本部分工作為本文的重點,將GTM在SOPC平臺進行軟硬件實現(xiàn),提出了基于硅的DEM模型。DEM根據(jù)功能劃分為指令系統(tǒng)、地址譯碼器、數(shù)據(jù)生成器、處理單元、結(jié)果分析器等功能模塊。首先根據(jù)DEM各功能模塊實現(xiàn)的復(fù)雜度和規(guī)模進行軟硬件劃分,進行軟硬件設(shè)計。對于不同的問題,指令系統(tǒng)和結(jié)果分析器因問題不同而異,故用軟核實現(xiàn);地址譯碼器、數(shù)據(jù)生成器等生成具有自主知識產(chǎn)權(quán)（Intellectual property core,IP核）的硬件電路圖。（3）DEM在圖論問題中的應(yīng)用研究通過圖的最大團問題詳細了DEM的硬件實現(xiàn)方法。針對圖的最大團的指令系統(tǒng)和結(jié)果分析器進行軟核設(shè)計,該部分在NiosII集成開發(fā)環(huán)境下用C語言編寫軟件代碼;基于多值邏輯的地址譯碼器、數(shù)據(jù)譯碼器等在SOPC內(nèi)部搭建硬件電路;最后將軟硬核下載固化到目標電路板上。Ramsey數(shù)問題是組合數(shù)學(xué)甚至整個數(shù)據(jù)界最困難的數(shù)據(jù)問題之一,本文在求解圖的最大團算法基礎(chǔ)上,提出了通過逐個添加頂點,刪除非解的求解Ramsey數(shù)的DEMRAM模型。在一定程度上緩解了解空間的指數(shù)增長速度。（4）DEM在軍事彈藥配送路徑優(yōu)化問題中的應(yīng)用研究可滿足性問題、圖的最大團問題、集合覆蓋問題、旅行商問題以及軍事彈藥配送路徑優(yōu)化等問題都可以轉(zhuǎn)換為0-1規(guī)劃問題,故對0-1規(guī)劃問題的算法研究在實踐中有著廣泛的應(yīng)用價值。介紹以上問題的0-1規(guī)劃形式的數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計求解0-1規(guī)劃問題的DEM求解方法。軍事彈藥配送路徑優(yōu)化問題是旅行商問題的擴增,如何實時、精準、安全地將彈藥運送到需求部隊手中關(guān)系著整個戰(zhàn)斗的勝負。分析彈藥配送路徑的特殊性要求,利用DEM進行計算,并對算法進行復(fù)雜度分析,驗證了該計算模型在計算軍事彈藥供給線路優(yōu)化問題中的優(yōu)越性。
許進[5]（2014）在《生物計算機時代即將來臨》文中認為生物計算機是以核酸分子作為"數(shù)據(jù)",以生物酶及生物操作作為信息處理工具的一種新穎的計算機模型。生物計算的早期構(gòu)想始于1959年,諾貝爾獎獲得者Feynman提出利用分子尺度研制計算機;1994年,圖靈獎獲得者Adleman提出基于生化反應(yīng)機理的DNA計算模型;在生物計算機方面突破性工作是北京大學(xué)在2007年提出的并行型DNA計算模型,將具有61個頂點的一個3-色圖的所有48個3-著色全部求解出來,其算法復(fù)雜度為359,而此搜索次數(shù),即使是當今最快的超級電子計算機,也需要13 217年方能完成,該結(jié)果似乎預(yù)示著生物計算機時代即將來臨。文章重點介紹了生物計算機的產(chǎn)生背景及意義;DNA計算機,特別是中州I-型DNA計算機的基本原理、計算方法與步驟;DNA計算機的研究進展,特別指出在密碼分析與破譯等領(lǐng)域的應(yīng)用;分析了DNA計算機的能力,指出了研究中的難點、發(fā)展趨勢,最后對我國生物計算機發(fā)展提出了一些建議。
張勛才,郗方[6]（2011）在《微流控DNA計算的研究進展及展望》文中提出DNA計算機具有超強的并行運算能力和巨大的數(shù)據(jù)存儲能力,被認為有望解決電子計算機所面臨的瓶頸問題。微流控技術(shù)提供了一個可實現(xiàn)自動化操作、通用型DNA計算機的支持平臺。借助于微流控技術(shù),將DNA計算相關(guān)的生化反應(yīng)有機地集成在芯片平臺上加以實現(xiàn),進一步提高了DNA計算的可靠性、減少了實驗過程的手工操作和反應(yīng)時間。在介紹DNA計算機的基本概念和微流控技術(shù)基礎(chǔ)上,圍繞微流控DNA計算機的原理、模型和應(yīng)用等關(guān)鍵問題,分析了微流控DNA計算機的體系結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法,討論了微流控DNA計算機未來可能的發(fā)展方向。
張海燕[7]（2010）在《算術(shù)運算的生物計算方法》文中研究表明根據(jù)摩爾定律,傳統(tǒng)計算機中的晶體管電路逐漸接近性能極限,再加上電子計算機在計算能力等方面存在的局限性,科學(xué)家期待并開始尋找新的計算模型來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子計算,其中生物計算機因其極高的并行性與極低的能耗量而受到科學(xué)界的極大青睞。作為一種基本的運算,算術(shù)運算在生物計算機的工程實現(xiàn)中占有重要地位。算術(shù)運算是加法、減法、乘法和除法四種運算的統(tǒng)稱,是數(shù)學(xué)中最古老,最基礎(chǔ)和最初等的部分。實現(xiàn)算術(shù)運算是未來生物計算機必須具備的基本功能之一。因此,用生物計算方法解決算術(shù)運算問題非常重要。生命的基本組成——DNA、酶、蛋白質(zhì),能夠完成復(fù)雜生物任務(wù)的指令,與活細胞中復(fù)雜的分子運動一樣,無需外界干擾,生物計算就能夠自動完成。許多研究學(xué)者表示,未來半個世紀中,在數(shù)字技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)方面的研究將改變?nèi)藗儗τ嬎銠C和信息、以及人類與其關(guān)系的看法。研究人員正在進行利用細菌、病毒、蛋白質(zhì)、DNA等生物材料取代計算機的部件。DNA計算和膜計算是生物分子計算最具代表性的兩個分支。DNA計算以及P系統(tǒng)的計算能力都被證明是與圖靈機等價的,但是DNA計算與P系統(tǒng)采用的并行計算模型遠遠優(yōu)于基于現(xiàn)代計算機的串行計算機制。目前關(guān)于DNA計算以及P系統(tǒng)的研究主要集中在計算的能行性與計算能力方面,本文則致力于基本的算術(shù)運算研究。本論文基于DNA計算和膜計算的基本原理,研究了DNA模型和P系統(tǒng)正整數(shù)算術(shù)運算的實現(xiàn)技術(shù),主要工作有以下幾個方面:①提出一種運用DNA粘貼模型實現(xiàn)算術(shù)運算的算法本文基于DNA粘貼模型的基本原理與基本操作,設(shè)計了用統(tǒng)一的DNA模型實現(xiàn)算術(shù)運算的算法模型,實現(xiàn)了整數(shù)的四則運算。②設(shè)計一個單層膜系統(tǒng),并用其實現(xiàn)了算術(shù)運算本文構(gòu)造了實現(xiàn)四則運算的單層膜P系統(tǒng),采用單層膜的實現(xiàn)方式簡化了膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)操作的復(fù)雜程度。③進行電子計算機仿真對本文設(shè)計的基于DNA粘貼模型及基于膜計算的算術(shù)運算算法在電子計算機上進行了仿真實驗,用實例驗證了算法的思想及可行性。本文較為系統(tǒng)地討論了DNA計算和膜計算的機理、模型及實現(xiàn)方法,并在此基礎(chǔ)上分別用DNA粘貼模型和單層膜系統(tǒng)實現(xiàn)了算術(shù)運算,為生物計算機進一步開展相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。
王慶虎[8]（2010）在《DNA計算機中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究》文中認為自Adleman開拓性地提出DNA計算這個新的研究領(lǐng)域以來,為解決像NP完全問題這樣的復(fù)雜問題帶來了曙光,一種全新的計算理念,一種異于傳統(tǒng)的電子計算機的計算模式的智能計算方式得到蓬勃的發(fā)展。DNA計算機是模擬生物分子DNA的結(jié)構(gòu)并借助生物分子技術(shù)進行DNA計算的一種新型計算機,已有研究表明DNA計算機具有完備的圖靈機功能,這為DNA計算機成為目前意義下真正的計算機提供了理論支持。DNA計算機若走上實際應(yīng)用的道路,那么就必須像傳統(tǒng)的電子計算機一樣,需要解決DNA計算機中信息的表示和組織問題,那么就需要合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來有效地組織DNA計算機需要處理的數(shù)據(jù)信息,相信對DNA計算在理論和應(yīng)用上的研究都將極大的推進新型計算機的發(fā)展。本文基于對DNA計算理論充分的學(xué)習(xí)和深入的研究,解決了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中圖論、隊列、堆棧和樹中某些基本而重要的問題。設(shè)計了一種基于不完全分子混合編碼的IMCE（Incompledion-Molecule Commixed Encoding）計算模型,解決了權(quán)圖最短路徑問題。設(shè)計了一種利用DNA計算來求解圖的最小支撐樹的計算模型,描述了MSTP（Minimum Spanning Tree Problem）解的計算過程,在模擬試驗的基礎(chǔ)之上驗證了方案的可行性。提出了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中隊列,堆棧的DNA存儲和表示的方案,利用環(huán)狀結(jié)構(gòu)表達堆棧的操作受限,利用兩種不同的限制性內(nèi)切酶完成入棧和出棧操作,給出了DNA計算機中堆棧存儲結(jié)構(gòu)的形式描述,詳細闡述了DNA計算機中堆棧初始化、入棧、出棧、判斷空堆棧等操作的生物實現(xiàn)方法。提出了DNA計算機中基于順序存儲方式的二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法,給出了一個二叉樹的DNA編碼及其仿真實例,實例結(jié)果表明該設(shè)計方法在DNA計算機上的可行性。
許進,李菲[9]（2009）在《DNA計算機原理、進展及難點（V）:DNA分子的固定技術(shù)》文中認為在DNA計算機的研制中,DNA分子的固定是首先需要處理的一個最為基本的技術(shù)問題.事實上,DNA分子的固定技術(shù)不僅是生物計算的一個基本技術(shù),而且是整個基因工程、生物芯片、甚至某些疾病診療的基礎(chǔ).基于此,文中將對DNA分子的固定技術(shù)給予較為系統(tǒng)的研討,包括基本原理、具體方法等.文中引入了"DNA分子固定系統(tǒng)"的結(jié)構(gòu)體系,并對該結(jié)構(gòu)體系中載體子系統(tǒng)、固定劑子系統(tǒng)、標記子系統(tǒng)這3個主要子系統(tǒng)進行了詳細的論述.
任祖云[10]（2009）在《離散數(shù)學(xué)中NP完全問題的DNA計算》文中進行了進一步梳理從1994年至今, DNA計算已成為數(shù)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、計算機科學(xué)等領(lǐng)域的一個研究熱點,并解決了很多NP—完全問題。如何減少編碼量大的問題,即解決“指數(shù)爆炸”問題,是DNA計算面臨諸多困難和主要技術(shù)問題之一。這就需要我們對已有的算法進行改進或?qū)ふ倚碌乃惴?。目? DNA計算在計算原理可行性的論證上比較成熟,對于表面技術(shù)的研究還處在探索階段,隨著表面技術(shù)的日益成熟, DNA計算將會從理論走向?qū)嵺`。離散數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)的一個分支,離散數(shù)學(xué)中有諸多的NP—完全問題,如:求主范式問題,圖著色問題,求傳遞閉包問題,最大匹配問題,旅行商問題等等。目前, DNA計算是解決NP—完全問題最有效的方法,本文采用DNA計算解決了離散數(shù)學(xué)中具有代表性的三個難計算問題:命題邏輯中“求主范式問題”;圖論中“圖著色問題”;集合論中“求傳遞閉包問題”。本文首先介紹了DNA計算背景、現(xiàn)狀、原理與基本模型。然后,解決了離散數(shù)學(xué)中上述的三個問題。第一,根據(jù)DNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點,即不需要特殊的生物操作,這樣從很大程度上減少了生物反應(yīng)時間,并且根據(jù)主范式的定義與DNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)的定義知,完全可利用DNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)模型,求解離散數(shù)學(xué)中命題公式的主范式;第二,利用DNA計算機模型,采取合理編碼使得解空間的生成基于三進制,并采取逐步產(chǎn)生滿足定義的DNA鏈的方法,將離散數(shù)學(xué)中圖3-著色問題的DNA分子鏈數(shù)由O（ 3 n）減少到了O（ 2 n）,這樣很好地解決了圖3—著色問題中的“指數(shù)爆炸”問題,并給出了其應(yīng)用;第三,利用Adleman試管模型,借鑒Hamilton路徑問題的思想,求解了難計算的傳遞閉包問題。最后,總結(jié)了全文,討論DNA計算與數(shù)學(xué)的密切關(guān)系及其在數(shù)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用,并討論了進一步的研究方向。
二、DNA計算機原理、進展及難點(Ⅰ):生物計算系統(tǒng)及其在圖論中的應(yīng)用（論文開題報告）
（1）論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求：
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準備的觀點或解決方法。
寫法范例：
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。
（2）本文研究方法
調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。
實驗法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認事物間的因果關(guān)系。
文獻研究法：通過調(diào)查文獻來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實踐的需要提出設(shè)計。
定性分析法：對研究對象進行“質(zhì)”的方面的研究，這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法：通過具體的數(shù)字，使人們對研究對象的認識進一步精確化。
跨學(xué)科研究法：運用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行研究。
功能分析法：這是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法：通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、DNA計算機原理、進展及難點(Ⅰ):生物計算系統(tǒng)及其在圖論中的應(yīng)用（論文提綱范文）
（1）基于DNA計算模型的計算樹邏輯模型檢測算法研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 研究背景及意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 DNA計算 |
| 1.2.2 CTL模型檢測 |
| 1.2.3 基于DNA計算模型的CTL模型檢測算法 |
| 1.3 研究內(nèi)容 |
| 1.4 組織結(jié)構(gòu) |
| 2 相關(guān)知識 |
| 2.1 DNA計算及DNA模型 |
| 2.1.1 DNA組成和DNA計算的本質(zhì) |
| 2.1.2 DNA計算的基本思想和主要特點 |
| 2.1.3 DNA計算模型 |
| 2.1.4 細胞內(nèi)計算 |
| 2.1.5 生物仿真平臺 |
| 2.2 CTL模型檢測 |
| 2.2.1 CTL的語法和語義 |
| 2.2.2 CTL模型檢測的基本原理 |
| 2.2.3 CTL模型檢測算法 |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 3 基于非自治DNA計算模型的CTL模型檢測算法 |
| 3.1 Adleman模型 |
| 3.2 基于Adleman模型的CTL模型檢測算法 |
| 3.2.1 系統(tǒng)模型編碼及運行路徑的生成算法 |
| 3.2.2 CTL基本公式的模型檢測算法 |
| 3.2.3 CTL一般公式的模型檢測算法 |
| 3.2.4 系統(tǒng)模型編碼及逆運行路徑的生成算法 |
| 3.2.5 CTLP公式的模型檢測算法 |
| 3.3 時間復(fù)雜度分析 |
| 3.4 仿真實驗 |
| 3.4.1 編碼及有效性分析 |
| 3.4.2 雜交驗證 |
| 3.5 對比分析與討論 |
| 3.6 本章小結(jié) |
| 4 基于自治DNA計算模型的CTL模型檢測算法 |
| 4.1 基于分子信標的CTL模型檢測算法 |
| 4.1.1 分子信標 |
| 4.1.2 算法設(shè)計 |
| 4.1.3 仿真實驗及結(jié)果分析 |
| 4.2 基于長度-編碼自動機的CTL模型檢測算法 |
| 4.2.1 長度-編碼自動機 |
| 4.2.2 算法設(shè)計 |
| 4.2.3 生物實驗及結(jié)果分析 |
| 4.3 對比分析與討論 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 5 基于細胞內(nèi)DNA計算模型的CTL模型檢測算法 |
| 5.1 細胞內(nèi)的有限狀態(tài)自動機模型 |
| 5.2 細胞內(nèi)CTL模型檢測算法 |
| 5.3 仿真模擬及證明 |
| 5.4 對比分析與討論 |
| 5.5 本章小結(jié) |
| 6 CTL模型檢測的DNA分子雜交有效性分析方法 |
| 6.1 NUPACK分析DNA分子雜交有效性存在的問題 |
| 6.2 基于機器學(xué)習(xí)的DNA分子雜交有效性分析方法 |
| 6.2.1 DNA分子雜交有效性分析數(shù)據(jù)集 |
| 6.2.2 采用的機器學(xué)習(xí)算法 |
| 6.2.3 方法原理 |
| 6.3 實驗及結(jié)果分析 |
| 6.3.1 實驗?zāi)康呐c平臺 |
| 6.3.2 實驗過程 |
| 6.3.3 評價指標 |
| 6.3.4 實驗結(jié)果及分析 |
| 6.4 本章小結(jié) |
| 7 總結(jié)與展望 |
| 7.1 總結(jié) |
| 7.2 展望 |
| 參考文獻 |
| 個人簡歷、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果 |
| 致謝 |
（2）基于DNA鏈置換技術(shù)的邏輯計算模型的研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景及意義 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 DNA生物傳感器的設(shè)計與應(yīng)用 |
| 1.2.2 DNA分子邏輯門的設(shè)計與應(yīng)用 |
| 1.3 本文研究內(nèi)容 |
| 第2章 DNA納米技術(shù)及材料 |
| 2.1 DNA納米技術(shù) |
| 2.1.1 DNA鏈置換技術(shù) |
| 2.1.2 熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù) |
| 2.2 DNA納米材料 |
| 2.2.1 鏈霉親和素-生物素系統(tǒng) |
| 2.2.2 G-四鏈體探針 |
| 2.2.3 脫氧核酶 |
| 第3章 基于綁定誘導(dǎo)的智能DNA分子開關(guān)模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型構(gòu)建與序列設(shè)計 |
| 3.2.1 模型構(gòu)建 |
| 3.2.2 序列設(shè)計 |
| 3.3 實驗結(jié)果與分析 |
| 3.3.1 實驗材料與試劑 |
| 3.3.2 實驗方法與步驟 |
| 3.3.3 實驗結(jié)果 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 第4章 基于輸入誘導(dǎo)的DNA邏輯計算模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 半加器及半減器原理 |
| 4.3 模型構(gòu)建與序列設(shè)計 |
| 4.3.1 模型構(gòu)建 |
| 4.3.2 序列設(shè)計 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第5章 結(jié)論與展望 |
| 5.1 結(jié)論 |
| 5.2 展望 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 攻讀學(xué)位期間的研究成果 |
（3）基于DNA和限制酶的邏輯計算模型的研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景和意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究進展 |
| 1.3 研究內(nèi)容與創(chuàng)新點 |
| 1.4 本章小結(jié) |
| 第2章 生物計算理論研究基礎(chǔ) |
| 2.1 分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論 |
| 2.2 數(shù)理邏輯基礎(chǔ) |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 第3章 限制性核酸內(nèi)切酶和DNA電路 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 限制性核酸內(nèi)切酶的特性 |
| 3.3 限制性核酸內(nèi)切酶的相關(guān)應(yīng)用 |
| 3.4 限制性核酸內(nèi)切酶的最佳切割位點研究 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第4章 基于限制性核酸內(nèi)切酶的邏輯電路設(shè)計 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 DNA邏輯門的設(shè)計 |
| 4.3 組合電路設(shè)計 |
| 4.4 分子材料設(shè)計 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 第5章 基于限制性核酸內(nèi)切酶的邏輯電路實現(xiàn) |
| 5.1 引言 |
| 5.2 邏輯門實驗材料和方法 |
| 5.3 生物實驗結(jié)果分析 |
| 5.4 仿真實驗結(jié)果分析 |
| 5.5 分子邏輯門比較 |
| 5.6 本章小結(jié) |
| 第6章 總結(jié)和展望 |
| 6.1 全文總結(jié) |
| 6.2 工作展望 |
| 參考文獻 |
| 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況 |
| 致謝 |
（4）DNA計算模型的理論設(shè)計與應(yīng)用研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符號說明 |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 本文研究的目的和意義 |
| 1.2 DNA分子計算主要模型及研究成果 |
| 1.2.1 DNA計算主要模型 |
| 1.2.2 DNA計算主要成果 |
| 1.3 本文主要內(nèi)容 |
| 第2章 DNA電子計算模型的理論基礎(chǔ) |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DNA基礎(chǔ)知識 |
| 2.2.1 DNA信息表達 |
| 2.2.2 DNA操作 |
| 2.3 粘貼計算模型 |
| 2.4 GTM模型 |
| 2.4.1 GTM的體系結(jié)構(gòu) |
| 2.4.2 GTM的形式定義 |
| 2.4.3 GTM的計算方式 |
| 2.5 求解SAT問題的GTM算法 |
| 2.5.1 SAT問題 |
| 2.5.2 GTMsat算法 |
| 2.5.3 求解實例 |
| 2.6 GTMscp |
| 2.6.1 GTMscp指令系統(tǒng) |
| 2.6.2 GTMscp算法 |
| 2.6.3 GTMscp試驗 |
| 2.7 本章小結(jié) |
| 第3章 DEM硬件實現(xiàn) |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DEM體系結(jié)構(gòu) |
| 3.2.1 信息編碼及操作 |
| 3.2.2 支持多值邏輯的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器 |
| 3.2.3 支持多值邏輯的四穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器 |
| 3.2.4 基于多值邏輯的地址譯碼器 |
| 3.2.5 基于多值邏輯的數(shù)據(jù)生成器 |
| 3.2.6 DEM顯示模塊 |
| 3.3 SOPC試驗平臺 |
| 3.3.1 SOPC開發(fā)流程 |
| 3.3.2 DEM功能模塊 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 第4章 DEM在圖論中的應(yīng)用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 DEM求解圖的最大團 |
| 4.2.1 DEMmcp編碼 |
| 4.2.2 DEMmcp求解算法 |
| 4.2.3 DEMmcp硬件設(shè)計 |
| 4.2.4 DEMmcp實驗 |
| 4.2.5 算法分析 |
| 4.3 DEM求解Ramsey數(shù) |
| 4.3.1 Ramsey數(shù)編碼 |
| 4.3.2 Ramsey數(shù)求解算法 |
| 4.3.3 Ramsey(4,4)數(shù)求解實例 |
| 4.3.4 算法復(fù)雜度分析 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第5章 DEM在彈藥配送路徑優(yōu)化問題中的應(yīng)用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 實際生活中的 0-1 規(guī)劃問題 |
| 5.2.1 背包問題的 0-1 規(guī)劃模型 |
| 5.2.2 最大團問題的 0-1 規(guī)劃其模型 |
| 5.2.3 集覆蓋問題的 0-1 規(guī)劃模型 |
| 5.2.4 旅行商問題的 0-1 規(guī)劃模型 |
| 5.2.5 可滿足性問題的 0-1 規(guī)劃模型 |
| 5.2.6 理論價值及難點分析 |
| 5.3 0-1 規(guī)劃問題的DNA分子計算求解算法 |
| 5.3.1 簡單 0-1 規(guī)劃問題的求解算法 |
| 5.3.2 一般 0-1 規(guī)劃問題的求解算法 |
| 5.3.3 算法分析 |
| 5.4 0-1 規(guī)劃問題的DEM模型 |
| 5.4.1 DEM硬軟件設(shè)計 |
| 5.4.2 求解算法 |
| 5.5 軍事彈藥配送路徑優(yōu)化問題的DEM求解算法 |
| 5.5.1 彈藥配送運輸網(wǎng)絡(luò) |
| 5.5.2 彈藥配送路徑權(quán)值分析 |
| 5.5.3 彈藥配送路徑優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型 |
| 5.5.4 戰(zhàn)時彈藥配送路徑優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型 |
| 5.6 彈藥配送案例分析 |
| 5.6.1 DEM求解彈藥配送路徑優(yōu)化問題的算法 |
| 5.6.2 算法分析 |
| 5.7 本章小結(jié) |
| 總結(jié)與展望 |
| 總結(jié) |
| 創(chuàng)新點 |
| 展望 |
| 參考文獻 |
| 附錄 |
| 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單 |
| 致謝 |
（5）生物計算機時代即將來臨（論文提綱范文）
| 1 生物計算機產(chǎn)生背景與意義 |
| 2 DNA計算與DNA計算機的基本原理 |
| 3 DNA計算機研究進展 |
| 3.1 DNA計算中模型構(gòu)建研究進展 |
| 3.2 DNA計算中關(guān)于編碼問題的研究進展 |
| 3.3 DNA計算中解的檢測與生物操作研究進展 |
| 3.4 微流控制系統(tǒng)研究進展 |
| 3.5 實用化DNA計算模型的研究現(xiàn)狀 |
| 3.6 基于DNA計算的密碼學(xué)發(fā)展及現(xiàn)狀 |
| 4 展望與建議 |
（6）微流控DNA計算的研究進展及展望（論文提綱范文）
| 1 引言 |
| 2 DNA計算與微流控芯片 |
| 2.1 DNA計算 |
| 2.1.1 DNA計算的基本原理 |
| 2.1.2 DNA計算的特點 |
| 2.1.3 DNA計算的發(fā)展階段 |
| 2.2 微流控芯片 |
| 2.2.1 微流控芯片的類型與加工工藝 |
| 2.2.2 微流控芯片的液體驅(qū)動 |
| 3 微流控DNA計算 |
| 3.1 微流控DNA計算的概念 |
| 3.2 微流控DNA計算研究概況 |
| 3.3 通用型DNA計算機的體系結(jié)構(gòu) |
| 4 結(jié)論 |
（7）算術(shù)運算的生物計算方法（論文提綱范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 緒論 |
| 1.1 生物計算研究現(xiàn)狀 |
| 1.2 課題背景、方法和意義 |
| 1.2.1 課題背景及意義 |
| 1.2.2 研究目的 |
| 1.2.3 技術(shù)路線 |
| 1.3 擬解決的關(guān)鍵問題 |
| 1.4 本文內(nèi)容 |
| 1.5 本章小結(jié) |
| 2 算術(shù)運算的實現(xiàn)方法 |
| 2.1 電子計算機中算術(shù)運算的實現(xiàn)方法 |
| 2.1.1 加法器 |
| 2.1.2 算術(shù)邏輯單元 |
| 2.2 算術(shù)運算的生物計算方法研究現(xiàn)狀 |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 3 基于 DNA 計算的算術(shù)運算 |
| 3.1 DNA 計算的生物基礎(chǔ) |
| 3.1.1 DNA 的分子結(jié)構(gòu) |
| 3.1.2 DNA 計算的基本操作 |
| 3.2 DNA 計算模型——粘貼模型 |
| 3.2.1 粘貼模型的編碼方式 |
| 3.2.2 粘貼模型的基本操作 |
| 3.3 基于DNA 計算的算術(shù)運算 |
| 3.3.1 基于DNA 計算的加法與減法 |
| 3.3.2 基于DNA 計算的乘法 |
| 3.3.3 基于DNA 計算的除法 |
| 3.4 計算機仿真 |
| 3.4.1 仿真系統(tǒng)設(shè)計思想 |
| 3.4.2 仿真實現(xiàn) |
| 3.5 算法分析 |
| 3.6 本章小結(jié) |
| 4 基于膜計算的算術(shù)運算 |
| 4.1 膜計算的生物基礎(chǔ) |
| 4.1.1 膜的結(jié)構(gòu) |
| 4.2 膜計算模型——轉(zhuǎn)移P 系統(tǒng) |
| 4.2.1 膜計算模型的信息表示 |
| 4.2.2 轉(zhuǎn)移P 系統(tǒng) |
| 4.3 基于膜計算的算術(shù)運算 |
| 4.3.1 基于膜計算的加法 |
| 4.3.2 基于膜計算的減法 |
| 4.3.3 基于膜計算的乘法 |
| 4.3.4 基于膜計算的除法 |
| 4.3.5 基于膜計算的組合算術(shù)運算 |
| 4.4 計算機仿真 |
| 4.4.1 仿真系統(tǒng)設(shè)計思想 |
| 4.4.2 仿真實現(xiàn) |
| 4.5 算法分析 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 5 總結(jié)與展望 |
| 5.1 總結(jié) |
| 5.2 工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 附錄 |
| A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄 |
| B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項目 |
（8）DNA計算機中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 DNA計算概述 |
| 1.2 DNA計算的研究領(lǐng)域和計算思想 |
| 1.3 研究現(xiàn)狀及意義 |
| 1.4 研究內(nèi)容及組織 |
| 第二章 DNA計算的生物學(xué)基礎(chǔ) |
| 2.1 DNA計算簡介 |
| 2.2 DNA分子結(jié)構(gòu) |
| 2.3 DNA計算的生物操作 |
| 2.4 DNA計算模式 |
| 2.5 DNA計算模型 |
| 第三章 權(quán)圖最短路徑問題的IMCE計算模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 形式化程序設(shè)計語言 |
| 3.3 IMCE計算模型的形式化描述語言 |
| 3.4 IMCE編碼方案 |
| 3.5 IMCE模型的算法描述 |
| 3.6 本章小結(jié) |
| 第四章 基于DNA計算的圖的MSTP計算模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 K-臂DNA計算模型 |
| 4.3 問題描述 |
| 4.4 MSTP編碼的分子結(jié)構(gòu) |
| 4.5 MSTP模型的算法描述 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 第五章 DNA計算機中線性結(jié)構(gòu)的設(shè)計 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 實施方案的生物學(xué)理論探究 |
| 5.3 隊列和堆棧結(jié)構(gòu)描述 |
| 5.4 DNA計算機中隊列的設(shè)計 |
| 5.5 DNA計算機中堆棧的設(shè)計和實現(xiàn) |
| 5.6 堆棧設(shè)計的計算機仿真 |
| 5.7 本章小結(jié) |
| 第六章 DNA計算機中二叉樹結(jié)構(gòu)的設(shè)計 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 插入-刪除系統(tǒng) |
| 6.3 二叉樹的結(jié)構(gòu)描述 |
| 6.4 DNA計算機中二叉樹的結(jié)構(gòu) |
| 6.5 二叉樹操作實例 |
| 6.6 本章小結(jié) |
| 第七章 總結(jié) |
| 7.1 全文總結(jié) |
| 7.2 論文研究的進一步展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果 |
（9）DNA計算機原理、進展及難點（V）:DNA分子的固定技術(shù)（論文提綱范文）
| 1 引 言 |
| 2 DNA分子的固定系統(tǒng) |
| 3 載體子系統(tǒng)及其在DNA計算中的應(yīng)用 |
| 3.1 磁珠技術(shù) |
| (1) 磁珠結(jié)構(gòu) |
| (2) 磁珠固定分離技術(shù)在DNA計算中應(yīng)用原理及具體使用方法 |
| 3.2 凝膠載體 |
| (1) 聚丙烯酰胺凝膠 |
| (2) AcryditeTM技術(shù) |
| 3.3 玻片或其他載體 |
| 4 固定劑子系統(tǒng) |
| 4.1 共價固定方法 |
| 4.2 生物素-親和素固定法 |
| 4.3 吸附法 |
| 4.4 原位合成法 |
| 4.5 自組裝技術(shù) (Self-Assembly, SA) |
| 4.6 LB膜技術(shù) |
| 5 分子標記技術(shù) |
| 5.1 基于Southern雜交的分子標記 |
| 5.2 基于PCR技術(shù)的分子標記 |
| (1) 隨機擴增片段長度多態(tài)性DNA (Random Amplified Polymorphic DNA) |
| (2) 特異性擴增子多態(tài)性 (Specific Amplificon Polymorphism, SAP) |
| (3) 簡單重復(fù)序列 (Simple Sequence Repeat, SSR) |
| (4) 擴增片段長度多態(tài)性 (Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP) |
| 6 結(jié) 論 |
（10）離散數(shù)學(xué)中NP完全問題的DNA計算（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 緒論 |
| 1.1 DNA 計算產(chǎn)生的背景 |
| 1.2 DNA 計算的研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 DNA 計算的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向 |
| 1.4 DNA 計算面臨的困難 |
| 2 DNA 計算原理與操作 |
| 2.1 DNA 的計算原理 |
| 2.1.1 DNA 的分子結(jié)構(gòu) |
| 2.1.2 DNA 計算的數(shù)學(xué)模型 |
| 2.1.3 DNA 計算原理 |
| 2.2 DNA 計算中常用到的酶 |
| 2.3 DNA 分子的基本生物操作 |
| 3 DNA 計算模型 |
| 3.1 基于DNA 分子結(jié)構(gòu)特性的DNA 計算模型 |
| 3.2 基于生物操作與實現(xiàn)的DNA 計算模型 |
| 3.3 DNA 計算機模型 |
| 4 命題公式之主范式的DNA 算法 |
| 4.1 主范式與可滿足性問題 |
| 4.1.1 主范式 |
| 4.1.2 可滿足性問題 |
| 4.2 主析取范式的DNA 算法 |
| 4.3 應(yīng)用主析取范式分析解決實際問題 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 5 圖著色問題的DNA 算法 |
| 5.1 圖著色問題 |
| 5.2 圖著色問題的DNA 算法 |
| 5.3 圖著色問題舉例 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 6 傳遞閉包運算的DNA 算法 |
| 6.1 傳遞閉包運算的描述 |
| 6.2 傳遞閉包運算的DNA 算法 |
| 6.3 傳遞閉包運算的DNA 算法的算例 |
| 6.4 本章小結(jié) |
| 結(jié)論與討論 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 作者簡介及讀研期間主要科研成果 |
四、DNA計算機原理、進展及難點(Ⅰ):生物計算系統(tǒng)及其在圖論中的應(yīng)用（論文參考文獻）
- [1]基于DNA計算模型的計算樹邏輯模型檢測算法研究[D]. 韓英杰. 鄭州大學(xué), 2020(02)
- [2]基于DNA鏈置換技術(shù)的邏輯計算模型的研究[D]. 王亞楠. 陜西師范大學(xué), 2019(06)
- [3]基于DNA和限制酶的邏輯計算模型的研究[D]. 汪改英. 廈門大學(xué), 2019(07)
- [4]DNA計算模型的理論設(shè)計與應(yīng)用研究[D]. 李艷梅. 北京理工大學(xué), 2016(06)
- [5]生物計算機時代即將來臨[J]. 許進. 中國科學(xué)院院刊, 2014(01)
- [6]微流控DNA計算的研究進展及展望[J]. 張勛才,郗方. 計算機工程與應(yīng)用, 2011(32)
- [7]算術(shù)運算的生物計算方法[D]. 張海燕. 重慶大學(xué), 2010(04)
- [8]DNA計算機中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究[D]. 王慶虎. 長春工業(yè)大學(xué), 2010(02)
- [9]DNA計算機原理、進展及難點（V）:DNA分子的固定技術(shù)[J]. 許進,李菲. 計算機學(xué)報, 2009(12)
- [10]離散數(shù)學(xué)中NP完全問題的DNA計算[D]. 任祖云. 安徽理工大學(xué), 2009(06)