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一种基于DNA计算的指定结点路由算法
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:计算机学报
  • 时间:0
  • 页码:1-8
  • 语言:中文
  • 分类:TP38[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]湖南大学计算机与通信学院,长沙410082
  • 相关基金:本课题得到国家自然科学基金(90715029,60603053)和教育部新世纪优秀人才计划部分资助.
  • 相关项目:网格环境下地震模拟支撑系统的关键理论与技术研究
中文摘要:

带指定结点约束的路由问题是一个NP难问题,该问题是电信行业路由智能化和交通电力运输等领域的关键问题之一.基于DNA计算的高度并行性,文中提出一种将电子计算机与DNA计算机相结合的方法求解指定结点路由问题.算法由转化算法Transform()、首末结点搜索切割算法FirstEndSearcher()、转化图结果搜索算法DNASearcher()和结果读取算法Result Reader()共4个子算法组成.分析表明:算法的电子计算机部分缩小了问题结点和边的规模,从而使解决问题所需的DNA分子链数数量级从O((n-2)!)减少至O((m-2)!)(n2为图中结点数,m2为图中指定必经结点数).算法的DNA计算机部分采用了有针对性的DNA编码新方案,提高了边权值编码的信噪比,通过一系列生物操作,筛选出问题的精确解.和单纯DNA超级计算或电子计算机指定结点路由算法相比,文中算法可显著扩大理论上待求解问题的规模.

英文摘要:

Routing algorithms satisfying explicit node constraint is a NP-hard mathematical problem. This problem is not only a obstacle for intelligent routing in telegraphic industry,but also for transportation and power transmission. Based on super parallel-computing of DNA computation, an algorithm that combined the merits of traditional computer and DNA computation is proposed to solve the routing algorithms satisfying explicit node constraint in this paper. The proposed algorithm consists of four sub-algorithms : Transform ( ), FirstEndSearcher( ) , DNASearcher( ), ResultReader(). The theoretic analysis shows that the use of traditional computer part of the algorithm could cut clown the amount of nodes and edges sharply so that the corresponding DNA volume strands could decrease from O((n-2) !) to O((m-2) !) where n and rn are the amount of nodes and explicit node respectively. A series of biological operations are proposed to search for the accurate solution. In addition, in order to advance the coding-SNR of border-weight and make biological operation feasible,a new DNA coding rule is also proposed. So that, fast routing algorithms satisfying explicit node constraint will be solved in reasonable time provided that the technology of DNA computing is mature enough in the future.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433