近年来,DNA链置换技术凭借其强大的信息存储量以及并行计算能力成为科研者的关注对象。DNA链置换技术是一种新型的计算方法,它是科研者在自组装技术的基础上改进研究出来的一种动态纳米技术。能够实现相邻模块之间信号的动态连接,是一种构造逻辑门和逻辑电路的新方法。本文主要利用DNA链置换反应原理设计了三个多输入分子逻辑电路,主要的研究内容如下:针对传统的阶乘运算计算量大、运算速度慢等问题,基于DNA链置换技术设计并实现了一种四输入阶乘加法运算电路。此设计是在阶乘运算的基础上构建的,通过对数字逻辑电路的搭建以及仿真结果的分析,证明了所设计逻辑电路的可靠性,为今后搭建更高阶的阶乘电路提供新思路。同时,此电路也可以拓展到其他的数学运算电路上。针对传统的逻辑电路输入信号少、难以级联等问题,利用DNA链置换技术构造了一个三输入九输出的复杂逻辑电路。在此基础上,结合双轨思路和跷跷板门的构造,建立了生化逻辑电路。然后通过编译仿真代码进行仿真实验,验证了所设计电路的可靠性。此逻辑电路的设计也表明了DNA链置换技术可以拓展到更大规模的输入输出电路上。针对多功能逻辑电路设计困难的问题,设计了一个四输入多层逻辑电路。其中每一个模块能实现多个逻辑运算,通过控制每个逻辑门的输入来实现其他三个输入与或组合的计算模式。文中通过一系列的链置换反应过程以及仿真软件的实验验证了设计的可靠性。此电路的思想有望推广到更复杂的多层逻辑电路的设计上。本文基于DNA链置换技术设计了多输入的逻辑电路,所设计的三个电路从简单到复杂、从单层到多层规模复杂度依次增加。所设计的电路皆可扩展到多输入、多级联的分子电路。本文的设计不仅为构建多位多功能的逻辑电路提供了新思路,同时也为今后在构建大规模生物集成电路提供参考。