【摘 要】
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随着数字化社会的不断发展,人们产生的数据与日俱增,这对现有的数据存储机制提出了巨大的挑战。因此,寻找一种新型数据存储方案刻不容缓。作为天然存在的信息载体,脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid,DNA）很快进入到研究人员的视线中,它具有存储容量大、寿命长、能耗低等天然优势,同时,DNA中的基本存储单元为A、T、C、G四种碱基,可以很好的对应计算机系统中的0、1。基于以上特点,以D
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随着数字化社会的不断发展,人们产生的数据与日俱增,这对现有的数据存储机制提出了巨大的挑战。因此,寻找一种新型数据存储方案刻不容缓。作为天然存在的信息载体,脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid,DNA）很快进入到研究人员的视线中,它具有存储容量大、寿命长、能耗低等天然优势,同时,DNA中的基本存储单元为A、T、C、G四种碱基,可以很好的对应计算机系统中的0、1。基于以上特点,以DNA作为介质的信息存储方案应运而生。现阶段提出的DNA信息存储技术存在着信息易丢失、存储密度低、复杂度高等缺点,此外引入的纠错机制大多只能纠正替换错误类型,而针对插入和删除错误类型的方案较少。为了解决这些问题,本文提出了一种新型DNA信息存储方案。本文的主要研究如下:（1）将自适应Huffman编码应用于DNA信息存储方案中,并根据DNA自身特点,对算法进行优化,提出了基于DNA-QAH算法的DNA信息存储方案,达到了较高的存储密度;（2）为了保证信息存储的可靠性,本文引入了级联码进行纠错,并对其进行优化以更加适合DNA信息存储,提出了基于DNA-ICC算法的DNA纠错机制,该方案能够在较低冗余率的情况下同时纠正插入、删除和替换三种错误类型;（3）对本文提出的DNA-QAH-ICC信息存储方案进行了信息技术及生物技术的仿真实验,实现了将存储文件编码为碱基序列、合成DNA链、DNA链测序、解码恢复原始文件的全部流程。并与现阶段DNA信息存储方案进行了对比,表明了本算法的有效性。
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