图顶点着色问题的DNA粘贴算法

利用DNA粘贴模型的巨大并行性,从图顶点着色问题的本质出发,先把着色问题分解成顶点独立集问题和顶点划分问题并给出这两个问题的DNA粘贴算法,然后调用这两个算法解决了图顶点着色问题。实例证明DNA粘贴算法在理论上可以实现的。

图的最大团与最大独立集粘贴DNA计算模型

粘贴模型(stickermodel)是DNA计算中一个很重要的模型.其主要原理就是采用单双链混合型DNA分子进行编码,其优点在于在生物操作过程中不需要DNA链的延伸,不需要生物酶的作用以及DNA链可重复使用等,因此引起了来自不同学科的学者们的广泛关注与兴趣.文中提出了一种求解图的最大团问题的DNA计算模型,该模型采用了两种基本并行计算处理思想,一种是将图分解成小的子图来处理的并行思想;另一种是进行并行生物操作.

DNA计算研究概述与分析

基于生化反应机理的DNA计算模型受到科学领域内许多不同学科学者们的关注。DNA计算已经形成国际科学前沿领域内研究的一个新的热点。主要介绍了Sticker模型的应用及布尔电路的仿真应用,并分析了DNA计算模型中存在的问题。最后,简要介绍了DNA计算研究存在的问题及未来的研究方向。

基于粘贴模型的图顶点着色问题的DNA算法

为了用生化实验的方法解决图的顶点着色问题,基于粘贴模型的巨大并行性,将着色问题转化为可满足性问题,提出一个基于粘贴模型的DNA算法。通过一个实例给出了操作步骤,并对生化反应过程进行了模拟,得出具体的着色方案,证明了该算法的可行性。

甲骨文检索的粘贴DNA算法

为了能更好地研究和保护甲骨文,设计了一种适合DNA计算机的甲骨文编码方式,并据此提出了进行甲骨文检索的粘贴DNA算法。根据DNA双链分子具有双螺旋结构的特性,甲骨文标准字库的编码和待检索文字的编码采用了互补的方式,以利于生化操作的执行。仿真结果表明该算法具有可行性和有效性。

最大匹配问题的粘贴DNA算法

最大匹配问题(MMP)是图论中经典的组合优化问题。针对此问题提出了基于DNA粘贴计算模型的求解算法,阐述了该算法如何利用DNA链构建最大匹配问题的初始编码,说明了应用粘贴计算模型寻求最终解的生物操作过程,同时分析了此DNA并行算法的计算复杂度,最后给出了该算法的计算机模拟仿真结果和应用实例,得到了所给问题的最大匹配解,并对算法的可行性进行了验证和总结。

基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现

理论上来说,基于DNA的分子逻辑门是DNA计算机体系结构的产生基础和DNA计算机实现技术的硬件基础。文章提出了一种新的基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现方法。在此方法中,逻辑门、输入信号和输出信号是DNA分子。可以实现DNA类型的逻辑门操作。需要使用包括聚合酶链反应(DNA)、琼脂糖凝胶电泳、探针的标记与检测等标准的生物工程技术。这些技术集成于DNA芯片中可用于DNA计算机的研制。

一类禁位排列问题的粘贴DNA算法

提出了广义的分离操作和广义的多级分离操作的概念,简要说明了二者的区别,并给出了其实现方法。基于粘贴模型的巨大并行性,给出了一类禁位排列问题的粘贴DNA算法,分别使用扩展的分离操作和扩展的多级分离操作实现了该算法。通过一个实例说明了给出的实验操作步骤,并对生化实验进行了模拟,得出了模拟结果,从而证明了该算法的可行性。最后,对算法的操作复杂度进行了分析。

DNA分子计算模型

The field of practical DNA computing opened in 1994 with Adleman's paper,in which a laboratory experi-ment involving DNA molecules was used to solve a small instance of the Hamiltonian Path problem. The characteris-tic of this computation is its powerful ability in parallelism, its huge storage and high energy efficiency. This papermainly introduces the principles of DNA computing and the sticker computing model.

图的最小顶点覆盖的粘贴DNA计算模型

本文在对经典粘贴模型以及全信息化的粘贴DNA计算模型的基本方法进行充分讨论的基础上,提出一种用粘贴DNA计算模型解决图的最小顶点覆盖问题的新方案,将数学问题的求解同并行生物操作有效结合.

粘贴DNA计算模型的几种分子逻辑门的实现

理论上来说,基于DNA的分子逻辑门是DNA计算机体系结构的产生基础和DNA计算机实现技术的硬件基础。在这篇论文中,我们在先前提出的基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现方法的基础上,进一步提出了基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑或门和与非门的实现方法。与先前方法类似,逻辑门、输入信号和输出信号是DNA分子。可以实现OR,NOT和NAND类型的逻辑门操作。需要使用包括聚合酶链反应(PCR),琼脂糖凝胶电泳,探针的标记与检测等生物工程技术。这些技术集成于DNA芯片中可用于DNA计算机的研制。

DNA计算的粘贴模型及在组合优化中的应用

讨论了分子计算的一种新的模型———粘贴模型 .它使用DNA串作为底物来进行信息表达 ,杂交分离作为控制机制 .粘贴模型有一个可随机访问的存储空间 ,而不需要DNA串的延伸 ,也无需用酶 。

基于粘贴DNA芯片模型的八皇后问题算法

提出了粘贴 DNA 芯片模型,该模型综合了粘贴模型的筛选功能和 DNA 芯片模型的检测功能.利用这两个特点设计了基于粘贴 DNA 芯片模型的求解八皇后问题全部解的 DNA 算法.该算法首先产生所有可能的解,再分别按照行要求,列要求和对角线要求逐步筛选出八皇后问题的全部解.利用 DNA 芯片检测出实验结果,然后对每个实验步骤分析了算法的生化实现过程并得到了八皇后问题的全部解.最后讨论了算法的复杂性及其优势.

Ménage问题的一种粘贴DNA算法

解决图论与排列组合难题是DNA计算领域的研究目标之一.为了使用分子生物方法解决Ménage问题,本文给出了Ménage问题的数学模型;并对解决该问题的难点进行了分析,提出一种解决方案,改进了该问题的数学模型;提出一种解决Ménage问题的粘贴DNA算法并简要分析了该算法的复杂度.为了提高效率,引入广义分离和广义多级分离操作;通过一个实例给出了实验操作步骤,对实验进行了模拟.

基于DNA计算的IDEA密码攻击方法

针对国际数据加密算法(IDEA)密码的特点,提出一种基于DNA计算的粘附子模型的IDEA密码系统攻击方法。该方法使用已知明文进行攻击,采用DNA储存链编码各种可能的密钥与已知明文,通过组合、分离、设置、清除4种操作筛选出密钥,由凝胶电泳确定密钥的具体值。该攻击方法所需的数据量仅为一组明文密文对,时间复杂度为O(n2)。

线性时序逻辑公式Xp模型检测的DNA计算方法

突破传统计算框架的DNA计算为模型检测提供了新思路.目前已经实现了LTL公式 Uq的DNA模型检测算法,并在其基础上实现了Gp、Fp模型检测的DNA算法.但是Xp无法用含有U算符的公式来表示,目前也没有关于Xp的DNA模型检测算法.提出Xp的基于DNA计算的模型检测算法,仿真实验结果表明其可行性和正确性,DNA计算框架下的LTL模型检测算法得到了扩充和完善,DNA计算已解决的问题库也进一步丰富了.

基于粘贴模型的两类全排问题的DNA算法

基于粘贴模型的巨大并行性,分别给出了线性全排列和圆周全排列问题的粘贴DNA算法;分析了两类问题的DNA算法的不同之处;通过一个实例给出了实验操作步骤,并对生化实验进行了模拟,得出了正确的结果,从而证明了算法的可行性。最后,对算法的操作复杂度进行了分析。

基于粘贴和2-臂DNA模型的层次聚类算法

为了充分利用DNA分子在生物计算中的高度并行性和强大的存储能力,将DNA计算引入层次聚类实现对数据集的全局搜索。提出了粘贴模型与2-臂DNA分子相结合的混合模型求解最近邻层次聚类的DNA算法。针对二维数据空间,算法首先基于最小生成树思想产生图的边的所有组合链;其次筛选含n-1条边的链,基于边附着顶点,并选择包含全部顶点的复合链;再将复合链末尾连接相应边的权值片段,电泳出最短链;最后通过荧光分析法读解,得到最终的聚类结果。与已有文献同类算法对比表明,该算法在保持多项式操作时间下,更充分考虑连接边的长度,并将读解步骤数限定为常数步。

图顶点着色问题的改进粘贴DNA算法

针对目前存在的解决图顶点着色问题的DNA算法或DNA编码量过大或复杂度太高的问题,为了提高解题效率,将多级分离技术应用到图顶点着色问题的求解中,对解决该问题原有粘贴DNA算法加以改进;改进后的算法减少了操作步骤,达到了预期目的;最后,通过对一个实例的模拟,说明了改进算法的可行性。