【摘 要】
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自从Adleman博士1994年成功地给出用DNA计算方法求解有向图的Hamilton有向路问题以来,关于DNA计算与DNA计算机的研究开始飞速的发展,无论在理论研究上,还是实验方式的研究上都取得了很大的进展。DNA计算是一种以生物分子DNA作为计算介质,以生物化学反应作为计算工具的一种新型计算方法。其主要思想是:利用DNA特殊的双螺旋结构和碱基配对规律进行信息编码,把要运算的对象映射成DNA分子
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自从Adleman博士1994年成功地给出用DNA计算方法求解有向图的Hamilton有向路问题以来,关于DNA计算与DNA计算机的研究开始飞速的发展,无论在理论研究上,还是实验方式的研究上都取得了很大的进展。DNA计算是一种以生物分子DNA作为计算介质,以生物化学反应作为计算工具的一种新型计算方法。其主要思想是:利用DNA特殊的双螺旋结构和碱基配对规律进行信息编码,把要运算的对象映射成DNA分子链,在生物酶的作用下,生成各种数据池,然后按照一定的规则将原始问题的数据运算高度并行地映射成DNA分子链的可控的生化过程。最后,利用分子生物技术如聚合链式反应PCR、超声波降解、克隆、诱变、分子纯化、电泳和磁珠分离等,检测所需的运行结果。DNA计算的最大优点是充分利用海量的DNA分子中的遗传密码,以及巨量的并行性。因而以DNA计算模型为背景而产生的所谓新一代计算机,DNA计算机,必有海量的存储和极高的运行速度。本文从DNA计算所使用的DNA分子构形角度,对目前主流的计算模型:表面计算模型、质粒计算模型、粘贴计算模型和分子信标计算模型进行了介绍。粘贴系统是建立在粘贴运算基础上的语言生成器,也是一种遵循Watson-Crick互补性质进行退火操作的DNA计算抽象模型。本文利用粘贴系统的巨大并行性,首先设计了模拟有向哈密顿路问题的粘贴系统,然后通过此粘贴系统所产生语言的性质对有向哈密顿路问题进行分析,给出了有向图的若干结构性质以及图中存在有向哈密顿路的充要条件。在我们的构造中,模拟问题的粘贴系统至多运行n-1步,其中n是模拟问题的规模。
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