基于遺傳算法的DNA計算編碼序列設計.pdf

1、在本論文中，主要介紹了DNA計算機的國內外研究進展以及DNA計算原理和相關的生物學知識，表明DNA計算已經成為計算機、數(shù)學、生物學等交叉領域的研究熱點。討論了DNA計算中的核心問題一編碼問題的國內外研究現(xiàn)狀，分析了影響DNA編碼序列設計的因素和約束條件，在此基礎上，提出了一種基于文化遺傳算法的DNA編碼序列設計方案，并給出一種評價模型，對編碼的優(yōu)劣性進行了有效的評估。主要研究工作如下：
　　首先，綜述了DNA計算國內外的研究現(xiàn)狀及

2、DNA計算機的研究進展。鑒于DNA分子所固有的超大規(guī)模并行性，超低的能量消耗和超高的存儲密度，使得DNA計算成為國際上的一個研究熱點。
　　其次，對DNA計算中的核心問題一編碼問題進行了詳細的研究。在DNA計算中，信息是以DNA分子為載體并通過DNA分子間的特異性雜交來完成信息處理的。研究表明，編碼問題是整個DNA計算機研制中最為核心的問題。①編碼的好壞直接影響著 DNA序列的合成質量；②編碼的好壞直接影響著能否按照所設計的目標進

3、行雜交；⑧編碼的好壞不僅直接影響著“解空間”的大小，而且與DNA計算機能否深入發(fā)展息息相關。
　　接著，討論了DNA計算中的編碼序列設計問題。DNA編瑪問題是DNA計算的關鍵，然而，它己被證明為NP困難問題，通常采用優(yōu)化算法求解。本文針對傳統(tǒng)遺傳算法缺乏有效指導，容易陷入局部極值的缺點，結合文化框架采用種群空間和信念空間的雙層進化結構進行尋優(yōu)，提出一種基于遺傳算法和文化算法的混合優(yōu)化算法用于解決 DNA編碼問題。仿真結果表明該混合