محاسبه مبتنی بر DNA

دسته: پزشکی
بازدید: 53 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 74 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 12

محاسبه مبتنی بر DNA در 12 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc

قیمت فایل فقط 4,700 تومان

محاسبه مبتنی بر DNA در 12 صفحه word  قابل ویرایش با فرمت doc

DNA چیست؟

در بدن تمام موجودات زنده، در سطح ملكول، هم ذخیره سازی اطلاعات و هم پردازش اطلاعات در مقیاس بسیار بالا انجام می شود. تمام این عملیات مربوط به DNA بدن موجودات زنده است. مولكولهای DNA حاوی كدهای اطلاعاتی- ژنتیكی موجودات زنده هستند كه توسط پروتئینهای خاصی، خوانده و تفسیر می شوند. توان اجرایی این سیستم كه در قسمتهایی به آن اشاره می كنیم فوق العاده بالاست. حال اجازه دهید به منشا این ایده بپردازیم.

ژنتیك و انفورماتیك:

همانطور كه مطلع هستید از علم ژنتیك و علم انفورماتیك به عنوان بزرگترین انقلابهای علمی بشر نامبرده می شود. امروز علومی كه هیچگونه ربطی به یكدیگر نداشته اند، زمینه آمیزششان فراهم شده است.

نظریه دود 10 سال پیش در سال 1994 توسط لئونارد ادلمن «Leonard Adleman» با عنوان: “استفاده از DNA برای حل مجموعه ای از مسائل ریاضی”، مطرح شد. ادلمن كه استاد دانشگاه كالیفرنیای جنوبی است، پس از مطالعه كتاب «بیولوژی ملكولی ژنها» نوشته جیمز واتسن «James Watson» (دانشمندی كه در سال 1953 ساختار ژنها را كشف كرد) به این نتیجه رسید كه ساختار DNA، به صورت عام دارای توان محاسباتی «Compvting Potential» است.

همه جنجالها از مقاله وی در مجله سانیس «Science» شروع شد. مقاله ادلمن در مورد تشریح روش جدیدی در حل مساله محاسباتی مشهور مسیر مستقیم همیلتون «Hamiltons Directed Path» (این مساله مربوط به یافتن كوتاهترین راه بین چند شهر است به شرطی كه از هر شهر تنها یك مرتبه عبور شود) بود. در این مساله هر چقدر تعداد شهرها بیشتر شود، مساله به صورت تصاعدی دشوارتر خواهد شد. ادلمن این مساله را هنگامی كه تعداد شهرها برابر 7 است از طریق ساختار DNA محاسبه كرد. پیش از تشریح الگوریتم ادلمن در حل این مساله، اشاره به پاره ای نكات خالی از فایده نخواهد بود.

حل مسئله از الگوریتم ادلمن به صورت دستی حدود 7 روز وقت نیاز خواهد داشت، در صورتی كه برای حل مساله از روش عادی (آزمون و خطا) كمتر از یك ساعت زمان نیاز است كه نتیجه ناامید كننده ای است ولی زمانی كه 7 شهربه 70 شهر تبدیل شود، مساله برای قوی ترین سوپر كامپیوترهای امروزی نیز بسیار پیچیده خواهد بود، چرا؟

از این رو كه كامپیوترهای امروزی تمام مسیرها را باید به صورت منفرد آزمایش كنند كه این عمل نیز به صورت خطی «Line Ar» انجام می شود. (كامپیوترها سیلیكون قادرنیستند به صورت همروند یا موازی «Paralel» كار كنند) دقیقاً مانند اینكه شما یك دسته كلید و یك قفل دارید، مطمئناً نمی توانید همه كلیدها را یكجا آزمایش كنید.

حال فرض كنید 70 شهرمرتبط به هم داریم، چند راه مختلف برای رسیدن از یك شهرخاص به شهر خاص دیگری وجود دارد؟ نیازی به محاسبه نیست، زیرا این عدد، یك عدد نجومی است. این دقیقاً همان نقطه‌ای است كه ضعف كامپیوترهای امروز را نمایان می كند. DNA می تواند ما را از این بن بست نجات دهد از آنجاییكه توانایی ذخیره سازی و پردازش موازی را دارد. با توجه به این نكته مراحل الگوریتم ادلمن در حل مسئله مسیر مستقیم همیلتون اینگونه خواهد بود:

1- تولید راندوم راههای مختلف در گراف.

2- نگهداری راههایی كه با A شروع می شوند و به G ختم می شوند.

3- با توجه به اینكه گراف شامل 7 شهر می باشد، نگهداری تمام مسیرهایی كه از 7 شهر عبور كرده اند.

4- نگهداری تمام راههایی كه از تمام شهرها حداقل یك بارگذشته اند.

5- محاسبه سبك ترین وزن

6- راه باقی مانده جواب مساله خواهد بود.

جانشینی برای سیلیكون:

بیش از چهل سال است كه ریز پردازنده های سیلیكونی قلب محاسبات را تشكیل می دهند. طبق قانون مور «Moore's Law» در هر 18 ماه دیوایسهای CPU دو برابر خواهند شد. بسیاری از دانشمندان معتقدند قانون مور به نهایت خود نزدیك شده است به این مفهوم كه پردازنده های سیلیكونی چه از لحاظ متمركز سازی و چه از لحاظ سرعت بیش از این توان پیشرفت ندارند. تراشه هایی كه با DNA ساخته خواهند شد تراشه های بیولوژیكی «Bio-Chips» نام دارند. جایگزینی DNA با سیلیكون مزایای بیشماری دارد از جمله:

جهت دریافت فایل محاسبه مبتنی بر DNA لطفا آن را خریداری نمایید

قیمت فایل فقط 4,700 تومان

برچسب ها : محاسبه مبتنی بر DNA , DNA , دی ان آ , محاسبه مبتنی بر DNA , تحقیق محاسبه مبتنی بر DNA , دانلود محاسبه مبتنی بر DNA , تحقیق درمورد محاسبه مبتنی بر DNA , دانلود تحقیق محاسبه مبتنی بر DNA , دانلود محاسبه مبتنی بر DNA , پروژه دانشجویی , دانلود پایان نامه , دانلود مقاله , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , دانلود پروژه