随着人类基因组计划的开展,以及各种生物基因序列的研究,产生了越来越多的分子序列数据。对这些序列数据进行科学的分析、处理可以推动生物信息学的发展。序列分析是生物信息学中的基本操作,通过分析序列之间的相似性可以预测它们之间的结构和功能关系。本文将在序列比对、序列的数字编码、突变分析、基于数字编码的图形表示及相似性分析方面进行研究。对序列比对问题进行详细的研究之后提出了一种基于点阵图的蚁群双序列比对算法。首先将两条序列在平面上表示出来,然后运用蚁群优化算法来寻找代表了较好比对结果的路径。算法中根据信息素和匹配得分来选择下一个位置,通过实验验证了算法的比对效果。给出了一种基于多维图形的多序列表示方法。基于这种表示方法可以将多序列比对中出现的每一种比对情况都考虑进去。根据这种表示方法和具体的规则,可以运用蚁群优化算法在具体的图形上寻找代表较优比对结果的路径。文中给出了三维、四维的具体图形细则,以及它们的平面层次化表示方式,还给出了一种用于分析序列比对的平面图形,并对它所代表的生物学意义做了介绍。用具体的生物序列给出了比对实验,验证了用多维图形表示多条序列这一思想的可行性以及比对算法的有效性。提出了一种DNA序列的数字编码方式。将序列编码之后,可以进行DNA序列的突变分析以及序列之间的相似性比较。方法中用到了异或操作,根据得到的异或结果可以进行突变类型分析。基于这种编码,文中还给出了一种DNA序列的3D图形表示方法,基于这种图形表示方法还做了序列的相似性分析。最后还将这种二进制数字编码方法用于RNA二级结构的表示上面,在对RNA二级结构的数字编码方法进行了详细的描述之后,又对基本的突变类型进行了分析。