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图3-着色问题的O(2^n)链数DNA计算机算法
  • ISSN号:0372-2112
  • 期刊名称:《电子学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]嘉兴学院数学与信息工程学院,浙江嘉兴314001, [2]湖南大学计算机间与通信学院,湖南长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.60603053 90715029); 教育部新世纪优秀人才支持计划; 浙江省自然科学基金(No.Y1090264)
中文摘要:

本文基于Aldeman-Lipton模型的生物操作与粘贴模型的解空间,提出一种三维匹配问题的DNA计算新模型;同时基于此模型和传统计算机中分治策略,提出一种求解三维匹配问题的DNA计算新算法.将提出的算法与已有文献结论的对比分析表明:本算法将穷举算法中的DNA链数从O(2^n)减少至O(2^n/2)≈O(1.414^n),同时生物操作数由O(n^2)减少至O(15n+30q),测试试管数由所需的O(n)减少至O(1),最大链长由O(15n+45q)减少至O(15^n/2+45q).因此,本算法理论上在试管级生化反应条件下能将求解三维匹配问题的规模从67(2^67≈10^22)提高到134(67×2=134).同时,与传统的穷举搜索算法相比,该算法具有高效的空间利用率及容错技术的优点.

英文摘要:

At present,it is how to decrease the DNA volume that plays an important role in the development of DNA computing.In this paper,for the objective to reduce the DNA volume of 3-Dimensional Matching Problem which is a famous NP-complete problem,an improved DNA computing model based on the operations in Adleman-Lipton′s model and the solution space of the sticker-based model is put forward.Then,the divide and comquer is introduced into the DNA computing and a new DNA computing′s algorithm is proposed.In a computer simulation,the DNA strands of maximum number required was O(1.414n),the time complexity was O(15×n+30×q),the test tube complesity was O(1) and the longest DNA strand was O(15^n/2+45q).Hence,the scale of 3-Dimensional Matching Problem may be enlarged from 67 to 134.This new algorithm is highly space-efficient and error-tolerant compared to the conventional brute-force searching,and can be scaled-up to solve large and hard 3-Dimensional Matching Problem.By the approach,we can also show DNA computing′s vast potentials for resolving NP problems.

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期刊信息
  • 《电子学报》
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  • 主编:郝跃
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  • 邮编:100036
  • 邮箱:new@ejournal.org.cn
  • 电话:010-68279116 68285082
  • 国际标准刊号:ISSN:0372-2112
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2087/TN
  • 邮发代号:2-891
  • 获奖情况:
  • 2000年获国家期刊奖,2000年获国家自然科学基金志项基金支持,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:57611