王喻

【摘要】 隨著社會的進步與經(jīng)濟的發(fā)展，計算機已經(jīng)廣泛運用于人們的生活當中。計算機的普及為人們創(chuàng)造了許多就業(yè)的機會，也讓人們能夠節(jié)省一定的體力。然而，計算機能勝任計算方式簡單的計算問題，但卻不能勝任數(shù)學(xué)層面上的難解問題。本文主要分析因子分解問題中的DNA計算機算法研究，希望能為廣大讀者解惑。

【關(guān)鍵詞】 因子分解問題 DNA計算機 算法

一、引言

隨著社會的進步與經(jīng)濟的發(fā)展，計算機已經(jīng)廣泛運用于人們的生活當中。計算機的出現(xiàn)，成功幫人們解決了許多問題，也讓人們從往日繁重的計算機任務(wù)中得到了解脫。計算機就是一種特殊形式的新型計算機，近年來，我國分子生物學(xué)得到了較大程度的發(fā)展，而計算機的發(fā)展也為我國計算機分子生物學(xué)的發(fā)展奠定了研究的基礎(chǔ)。在數(shù)學(xué)方面，計算機的NP完全問題無法完全解決，但DNA計算機能有效的解決此類問題。在DNA計算法中，如果通過DNA結(jié)構(gòu)上的雙螺旋和堿基互補配對原則中，可以將計算機中存在的問題轉(zhuǎn)換成編碼，然后再將計算的對象轉(zhuǎn)化成計算機分子鏈，從而在生物酶的作用下將計算的對象分解，從而解決分解問題中的相關(guān)難題，也能通過分子生物科學(xué)獲得計算機算法的結(jié)果。DNA計算機與我們平常使用的計算機不同，它是將DNA有機分子作為關(guān)鍵元素，DNA計算機在運行上具有運行 的快速運轉(zhuǎn)。

DNA就是一種信息載體，并且還是可以儲存容量的容器。在儲存DNA的溶液中我們能夠看到一些進制數(shù)據(jù)，而這些進制數(shù)據(jù)的密集度相當大。DNA不僅有并行性，還有較高地可靠性，并且其功能還是半永久性的。

二、 DNA計算機的具體算法

DNA計算機在具體運行中的運算主要通過pollardIDNA 方式進行實現(xiàn)。在DNA計算機的運算中，首先要將分解的整數(shù)以及以及制定的界數(shù)用平方乘的方式進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過后的數(shù)字再通過歐吉里德算法將分解的整數(shù)與轉(zhuǎn)換過后的數(shù)字減掉一之后的最大公因數(shù)進行計算，在整個計算的過程中，計算都是按照分子生物的計算方式來進行的。計算過程主要有以下步驟。

第一，首先將分解的整數(shù)用二進制進行轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換中的進制數(shù)中設(shè)最低數(shù)或最高數(shù)為1-n。

第二，在分解的整數(shù)與轉(zhuǎn)換后的數(shù)字減掉一之后的最大公因數(shù)進行計算后得到的數(shù)字，其初始值是2，用二進制進行轉(zhuǎn)換，得出最低值與最高值。

第三，就是計算，計算的方式有兩種，第一種是將最后所得數(shù)字進行計算，在得出的數(shù)字之后，將數(shù)字乘以分解的數(shù)字，得出的結(jié)果就是所要的結(jié)果，而第二種就是將計算后所得的數(shù)字平方就是我們所要的結(jié)果。

三、DNA計算機計算的原理和DNA計算優(yōu)勢

DNA計算機的誕生是人類計算機歷史上的重大突破，它極大地改變了人們的生活方式，推動了社會的進步與人類的發(fā)展，它的運算速度已經(jīng)遠遠超過了原始模型。傳統(tǒng)的電子計算機在信息儲備與處理上發(fā)展的空間較小，新型的高科技社會對計算機的需求量越來越大，原始的計算機已經(jīng)滿足不了人類的需求，在這個前提條件下，DNA計算機就產(chǎn)生了。在DNA計算法中，DNA的計算是通過DNA結(jié)構(gòu)中的雙螺旋及堿基互補配對原則進行，對開展的對象進行編碼處理，將需要開展的對象通過一些列方式進行DNA分子鏈的轉(zhuǎn)化，再輔以生物酶對DNA分子鏈的影響，將DNA分解成不同的數(shù)據(jù)，通過相關(guān)運算法則盡心運算，得出結(jié)論。其運算過程是一個可控性的過程，運用分子生物技術(shù)獲得運算結(jié)果。在DNA運算中，DNA計算機將DNA有機分子作為可控性的有機分子元件。

因此，DNA運算在所有使用過的計算中占有比較大的優(yōu)勢。它十分的可靠，并且在運算方面，有較強的優(yōu)勢。它有極快地運算速度，對于其它計算機而言，它們的運算速度是十分緩慢的，但是DNA計算機就有明顯的不同。但是在規(guī)模較大地操作中，DNA計算機可以在不同的時間不同的場地進行運算，因此，DNA計算機有較好地運行并行性。

四、結(jié)束語

隨著社會的進步與經(jīng)濟的發(fā)展，DNA計算機已經(jīng)對我們越來越重要。我們隊DNA計算機中因子分解問題進行了探討。DNA計算機的出現(xiàn)，為計算機在運算速度上的難題得到了有效的解決，它解決了計算機在NP完全問題以及難解問題在十級解決過程中的難題。近年來，我國的分子生物學(xué)得到了較大程度的發(fā)展，高性能的計算機的出現(xiàn)更是為分子生物學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。發(fā)達的科技使得DNA計算機的應(yīng)用變得更加重要，DNA計算機將對人類生活中起到必不可少的作用。

參 考 文 獻

[1] 王劍波. 基于質(zhì)粒模型的DNA計算機算法求解背包問題[J]. 湖南人文科技學(xué)院學(xué)報. 2010（04）

[2] 李肯立，姚鳳娟，李仁發(fā)，許進. 基于分治的背包問題DNA計算機算法[J]. 計算機研究與發(fā)展. 2007（06）

[3] 許進，黃布毅. DNA計算機：原理、進展及難點（Ⅱ）計算機“數(shù)據(jù)庫”的形成——DNA分子的合成問題[J]. 計算機學(xué)報. 2005（10）