国家高技术研究发展计划(2006AA01Z104)
- 作品数：35 被引量：137H指数：8
- 相关作者：殷志祥许进赵前进耿修堂孙侠更多>>
- 相关机构：安徽理工大学华中科技大学北京大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划安徽省高校省级自然科学研究项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术理学兵器科学与技术更多>>
- DNA自组装技术的研究进展及难点(英文)被引量：5
- 2008年
- 近年来,DNA自组装成为DNA计算及纳米材料科学等领域研究的热点,它关系着DNA计算机的发展.DNA分子如何组装已成为许多学者关注的焦点.为此,文中主要围绕着DNA分子组装成的初级元件的类型:一条长的DNA单链、多条短寡核苷酸链和自组装单元,重点从自组装的初级元件形成的一维、二维及三维结构上讨论DNA自组装技术与方法.文中讨论了这些技术的原理及应用的研究进展,并且分析了DNA自组装应用于DNA计算的主要难点及解决方案.首先,编码的好坏决定着实验是否能实施;其次,DNA单链之间组装的角度及初级原件之间的连接是影响自组装体产量的关键因素;从具体的实验操作上看,每条DNA单链的浓度比例及退火温度则决定着自组装的成败.随着学科之间的高度交叉,DNA自组装将是材料学、信息学、生物学等领域的重要研究方向,也是推动DNA计算机发展的重要手段.
- 杨静张成
- DNA计算中核酸序列设计方法比较研究(英文)被引量：4
- 2008年
- DNA计算是将现实问题进行编码,映射到DNA分子上,然后通过分子生物实验产生出代表问题解的DNA分子,最后通过检测技术提取出该DNA分子.高质量的DNA编码可以尽可能避免或减少计算过程中出现的错误,并使检测阶段易于提取出代表问题解的DNA分子.文中对基于汉明距离和基于自由能的DNA核酸编码方法进行研究,分析了两类方法的约束条件对DNA编码质量的影响,比较了两类方法排除非特异性杂交的完备性和计算量,进一步分析了两类方法编码DNA序列的效率.通过分析和比较得到,两类DNA计算编码方法都能有效地限制DNA分子间的非特异性杂交,其中基于汉明距离的DNA编码方法的计算量比较小,但是它仅能近似地估计DNA分子间杂交的热力学稳定性,不能完全替代最小自由能的编码方法.在满足DNA计算试验精度要求的条件下,采用基于汉明距离的DNA编码设计方法不仅能有效地的挑选出特异性杂交和非特异性杂交的DNA序列,还能有效地减少计算量,从而提高DNA序列设计的效率.
- 张凯耿修堂肖建华赵东明
- 关键词：DNA计算自由能汉明距离
- 求解0-1规划问题的DNA计算模型(英文)被引量：2
- 2008年
- DNA计算是以DNA分子作为数据的一种新型计算模式.在DNA计算中首要面对的问题是编码问题.文中提出了一种双编码方法,利用这种编码方法可以使得在DNA计算的读解过程类似于DNA测序过程,容易实现自动化操作.基于该编码方法所建立的DNA计算模型可用于求解0-1规划问题,只需4次PCR反应即可读取问题的可行解.与其他DNA计算模型相比,该模型具有操作简单、易于实现的优点.
- 强小利曾波王子成寇铮
- 关键词：DNA计算
- 可满足问题的分子信标计算模型(英文)被引量：10
- 2008年
- 分子信标(Molecular Beacon)是一种发夹状的荧光探针,它可以特异地和那些与分子信标的环(Loop)互补的核酸靶序列杂交,具有单个碱基错配的检测能力.肽核酸(Peptide Nucleic Acid)是人工合成的核酸(DNA)的类似物.PNA骨架为酰胺键,与DNA补链杂交更稳定,可以阻止聚合酶延伸反应.文中将可满足问题的约束变量编码于分子信标的环部识别区,通过分子信标与使得给定范式为真的变量的PNA补链杂交,再利用PNA链可以阻止聚合酶延伸反应的性质,用限制性内切酶EcoRI降解对应于非解的分子信标,最后通过加热表面使分子信标构形发生变化,产生荧光读解.提出的可满足问题的分子信标计算模型具有可靠性高、无需观察和记录计算的中间结果、读解简单等优点.
- 殷志祥崔建中支凌迎孙侠黄晓慧
- 关键词：DNA计算分子信标肽核酸荧光
- 复杂多个体系统领导者—跟随一致性研究被引量：2
- 2010年
- 讨论了强连通网络拓扑情况下的领导者—跟随一致性问题,在跟随者的一致性协议中引入了聚合项,运用李亚普诺夫稳定性理论分析了闭环系统的稳定性,研究发现聚合项的引入对多个体系统达到一致具有重要影响,即增大聚合增益能使跟随者快速跟踪上领导者,从而提高系统的跟踪性能。最后给出仿真例子对理论分析进行了验证。
- 宋晓欣李德权
- 关键词：多个体系统一致性强连通
- 基于最小自由能的DNA编码设计算法被引量：3
- 2008年
- 为了提高DNA计算的有效性和可靠性,提出了一种启发式的全局搜索DNA编码算法。算法生成一组等长的DNA序列,这组DNA序列满足统一的解链温度约束和最小自由能约束。通过枚举所有可能的DNA杂交的二级结构,根据Nearest-Neighbors热力学模型计算出这些组合结构的最小自由能,可极大地提高DNA序列自由能的计算精度。该算法比传统基于汉明距离的DNA编码算法设计的DNA序列具有更好的稳定性和可靠性。
- 张凯肖建华耿修堂强小利
- 关键词：DNA计算
- 基于环形DNA分子的一种求解最大集团的计算模型被引量：4
- 2010年
- 文中提出了一种基于环形DNA分子的新型计算模型.该模型的核心构成包括环形DNA分子,链霉亲和素包被的磁珠及环化酶.通过应用该模型解决了一个5个顶点的最大团问题,证明了该模型的可行性.在整个计算过程中,真解的搜索是借助于磁珠和环化酶,DNA分子结构在线性和环形之间相互转化.环形DNA分子的应用极大地减少了计算所需的时间和空间,算法的时间和空间复杂度均为O(n+m).对于解决一个n个节点的最大团问题,这种算法和枚举型算法相比,在搜索过程中所需试管数较少,只需n+1个试管,而利用枚举型算法则需要2n个试管.另外,文中构建的非枚举型初始解空间大大提高了DNA计算机的存储和计算能力.在将来,这种新型的DNA计算模型或许会成为一种解决某些NP完全问题的有效工具.
- 杨静张成许进刘向荣强小利
- 关键词：DNA计算NP完全问题环化酶磁珠
- 活体生物计算模型的研究进展及展望(英文)
- 2008年
- 活体生物计算模型是基于生物体内各种生化分子以特定的形式互相协作、处理信息的能力而出现的一种新的计算模型.由于其计算组成部件是直接镶嵌在生物活体里面,并且显示具有一定的计算能力,这可以使人们深入研究生物体信息处理能力以及获得对这种能力的有效控制.该文介绍了近几年几类体内生物计算模型,用于求解NP完全问题、基因逻辑电路、分子自动机研究状况,并对未来的发展方向进行了展望.
- 刘向荣赵东明郗方李菲
- 关键词：生物计算NP问题
- 基于粘贴和删除系统的图着色问题分析(英文)被引量：6
- 2008年
- 图着色问题是图与组合优化中的一个NP-完全问题.现有算法在求解图着色问题时,计算复杂性随着待解问题规模的增大呈指数增长.粘贴系统和删除系统是分别基于粘贴运算和删除运算的两种语言生成器.文中将图着色问题和图的坏边数结合起来,将图着色问题转化成搜索最长序列的问题,然后利用粘贴系统和删除系统的并行性,得到了图的色数及其所有色类.与已有求解图着色问题的DNA算法相比,新的算法具有较低的复杂性.
- 王淑栋
- 关键词：DNA计算图着色
- 基于自组装DNA计算的NTRU密码系统破译方案(英文)被引量：9
- 2008年
- 自组装DNA计算在解决NP问题,尤其在破译密码系统方面,具有传统计算机无法比拟的优势.文中提出了一种用自组装DNA计算破译NTRU公钥密码系统的方法.针对NTRU密码系统的特点,采用DNA瓦片编码信息,借助于瓦片间的粘性末端进行自组装,给出了求解多项式卷积运算的实现方案.在此基础上,通过引入非确定性的指派瓦片,提出了一种破译NTRU系统的非确定性算法.通过创建数以亿计的参与计算的DNA瓦片,该算法可以并行地测试每个可能的密钥,以高概率地输出正确密钥.该方法最大的优点是充分利用了DNA瓦片具有的海量存储能力、生化反应的巨大并行性以及组装的自发有序性.理论分析表明,该方法具有一定的可行性.
- 张勋才牛莹崔光照王延峰
- 关键词：自组装NTRU破译公钥密码体制
