堆栈和二叉树数据结构在DNA计算机中的设计与实现

发布时间：2023-11-25 19:53

　　自从1994年Adleman用DNA链解决一个简单有向哈密顿图问题以来,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,引起许多不同学科学者们的兴趣。DNA计算机的研制需要诸如生物工程、计算机科学等许多学科的共同协作攻关。已有研究表明DNA计算机具备完整的图灵机功能,这为DNA计算机能否成为目前意义下真正的计算机提供理论支持。DNA计算机要走向实际应用,必须像电子计算机一样,需要解决DNA计算机中信息的组织问题,这就需要合理的数据结构来有效地组织DNA计算机需要处理的信息。因此,数据结构的设计对DNA计算机的具体实现有重要研究价值。 首先,本文在参考已有队列数据结构设计方法的基础上,提出了DNA计算机中堆栈数据结构的设计方法。该方法根据堆栈的特点,利用两种不同的限制性内切酶完成入栈和出栈操作。并给出DNA计算机中堆栈存储结构的形式描述;详细阐述了DNA计算机中堆栈初始化、入栈、出栈、判断空堆栈等操作的生物实现方法;给出一个具体的DNA编码以及算法实例,实例仿真了DNA计算机中该算法的运行机制,实例结果表明此堆栈数据结构的设计方法在DNA计算机上切实可行。 然后,提出了DNA计算...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
插图索引
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 选题的背景
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文研究内容与组织结构
第2章 理论基础与依据
    2.1 引言
    2.2 DNA分子的组成、结构和类型
        2.2.1 DNA分子的组成
        2.2.2 DNA分子的结构
        2.2.3 DNA分子的类型
    2.3 生物酶
    2.4 DNA分子的性质与基本操作
        2.4.1 DNA分子的变性和复性
        2.4.2 DNA分子的杂交、复制和延长
        2.4.3 DNA分子的连接、切割与合成
        2.4.4 DNA分子的长度及测量
        2.4.5 DNA分子的提取、检测与替换
    2.5 DNA分子存储技术
    2.6 DNA计算与 DNA计算机
        2.6.1 DNA计算的基本原理
        2.6.2 DNA计算机的优点
        2.6.3 DNA计算模型
    2.7 小结
第3章 DNA计算机中堆栈数据结构的设计与实现
    3.1 引言
    3.2 DNA计算机中队列数据结构的设计及实现
        3.2.1 队列的基本概念
        3.2.2 DNA计算机中队列的存储结构
        3.2.3 DNA计算机中队列的基本操作
        3.2.4 DNA计算机中队列的算法实例
        3.2.5 方法评价
    3.3 DNA计算机中堆栈数据结构的设计及实现
        3.3.1 堆栈的基本概念
        3.3.2 DNA计算机中堆栈的存储结构
        3.3.3 DNA计算机中堆栈的基本操作
        3.3.4 DNA计算机中堆栈的DNA编码及算法实例
    3.4 优缺点分析
        3.4.1 主要优点
        3.4.2 主要缺点
    3.5 小结
第4章 二叉树数据结构在DNA计算机中的设计
    4.1 引言
    4.2 二叉树的基本概念与性质
        4.2.1 二叉树的定义
        4.2.2 二叉树的性质
        4.2.3 二叉树的遍历
    4.3 DNA计算机中基于顺序存储方式的二叉树数据结构
        4.3.1 顺序存储结构
        4.3.2 二叉树的基本操作
        4.3.3 二叉树 DNA编码及算法实例
    4.4 DNA计算机中基于链式存储方式的二叉树数据结构
        4.4.1 方法与规则
        4.4.2 可行性分析
    4.5 小结
结论
参考文献
致谢
附录 A(攻读硕士期间所发表的学术论文)



本文编号：3867750