基于生物芯片的DNA计算：模型、算法及应用

　　《基于生物芯片的DNA计算：模型、算法及应用》面向生物计算的学科前沿，讨论了基于生物芯片的DNA计算模型、算法和应用的若干方面，包括基于生物芯片的DNA计算机的体系结构，DNA计算的运算系统、存储系统、通信机制、数据结构、一些典型的算法设计与实现，以及DNA计算在生物、医学等领域中的应用。《基于生物芯片的DNA计算：模型、算法及应用》取材新颖，内容深入浅出，材料丰富，理论密切结合实际，具有较高的学术水平和参考价值。《基于生物芯片的DNA计算：模型、算法及应用》可作为高等院校有关专业高年级本科生或研究生的教材及参考书，也可供从事生物计算、计算机科学、自动控制、智能科学、系统科学、应用数学等领域研究的教师和科技工作者参考使用。

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《智能科学技术著作丛书》序
前言
第1章  绪论
  1.1  引言
  1.2   DNA计算概述
    1.2.1  DNA计算的原理
    1.2.2  DNA计算的特点
  1.3  DNA计算的实现形式
    1.3.1  基于试管的DNA计算
    1.3.2  基于表面的DNA计算
    1.3.3  基于芯片的DNA计算
  1.4  DNA计算的研究现状
    1.4.1  DNA计算的研究成果
    1.4.2  DNA计算的重要性
    1.4.3  DNA计算所面临的困难和挑战
  1.5  小结
  参考文献
第2章  DNA计算的生物学基础
  2.1  引言
  2.2  核酸的生物基础
  2.3  DNA的结构
    2.3.1  DNA的一级结构
    2.3.2  DNA的二级结构
    2.3.3  DNA的三级结构
  2.4  DNA计算的分子生物操作
    2.4.1  计算工具——生化酶
    2.4.2  计算方法——分子操纵手段
  2.5结论
  参考文献
第3章  面向DNA计算的智能芯片反应装置
  3.1  引言
  3.2  生物芯片
    3.2.1  生物芯片的概念
    3.2.2  生物芯片的类型
  3.3  芯片扫描系统
    3.3.1  芯片扫描系统概述
    3.3.2  自动定位芯片扫描系统
  3.4  芯片电泳系统
    3.4.1  芯片电泳的工作原理
    3.4.2  芯片电泳高压装置
  3.5  芯片PCR系统
    3.5.1  芯片PCR概述
    3.5.2  智能芯片PCR系统
  3.6  智能芯片反应装置的设计
  3.7  芯片微管道自动定位
    3.7.1  图像细化算法概述
    3.7.2  基于图像处理技术的微管道自动定位方法
    3.7.3  自动化分析改造的实验结果
  3.8  结论
  参考文献
第4章  基于生物芯片的DNA计算模型
  4.1  引言
  4.2  模型的基本指令集
  4.3  基于生物芯片的DNA计算模型分析
  4.4  结论
  参考文献
第5章  模块化DNA计算机的分层通信机制
  5.1  引言
  5.2  微流控芯片
  5.3  基于电子计算机的DNA计算反应器
  5.4  DNA计算机与电子计算机之间的分层通信模型
  5.5  层次通信模型中指令封装/解释层的研究
    5.5.1  指令封装/解释的编码规则
    5.5.2  指令封装/解释的编码实现
    5.5.3  指令封装/解释的通用性问题
  5.6  层次通信模型中反馈/接口层的研究
  5.7  层次通信模型中的算法实例
    5.7.1  选择操作
    5.7.2  Hamilton路径问题
  5.8  结论
  参考文献
第6章  基于生物芯片的DNA计算模型的存储系统
  6.1  引言
  6.2  DNA计算模型上存储系统的设计
  6.3  DNA计算模型上栈式存储模块的实现
  6.4  DNA计算模型上链式存储器的实现
    6.4.1  存储载体
    6.4.2  信息编码
  6.5  小结
  参考文献
第7章  基于生物芯片的DNA计算模型的运算系统
  7.1  引言
  7.2  具有栈式存储结构的DNA自动机
  7.3  基于DNA自动机的二进制串行加法
    7.3.1  基于DNA自动机的一位二进制进位加法
    7.3.2  基于DNA自动机的n位二进制串行加法
  7.4  编码示例
  7.5  DNA计算机中奇偶校验的实现
    7.5.1  奇偶校验算法
    7.5.2  实现奇偶校验算法的有限状态自动机
    7.5.3  有限状态自动机的核苷酸编码
    7.5.4  算法的仿真
  7.6  结论
  参考文献
第8章  基于生物芯片的DNA计算模型的数据结构
  8.1  引言
  8.2  DNA计算模型上堆栈数据结构
    8.2.1  DNA计算模型中堆栈的存储结构
    8.2.2  DNA计算模型中堆栈的生物操作
    8.2.3  DNA计算模型中堆栈的算法实例
  8.3  DNA计算模型上队列数据结构
    8.3.1  DNA计算模型中队列的存储结构
    8.3.2  DNA计算模型中队列的生物操作
    8.3.3  DNA计算模型中队列的算法实例
  8.4  DNA计算模型上广义表数据结构
    8.4.1  广义表的存储结构
    8.4.2  k-臂DNA分子
    8.4.3  广义表链表结点的DNA分子表示
    8.4.4  DNA计算机中广义表的操作
  8.5  结论
  参考文献
第9章  随机DNA计算的研究
  9.1  引言
  9.2  确定DNA有限状态自动机
  9.3  不确定DNA有限状态自动机
  9.4  DNA下推自动机在回文识别中的应用
    9.4.1  接受回文语言的下推自动机
    9.4.2  可自治DNA下推自动机实现
  9.5  不确定DNA有限状态自动机在基因网络中的应用
    9.5.1  基因表达的不确定有限状态自动机模型
    9.5.2  不确定DNA有限状态自动机的实现
  9.6  结论
  参考文献
第10章  可信DNA计算的研究
  10.1  引言
  10.2  DNA计算的自复制性
    10.2.1  DNA片段自组装
    10.2.2  二维DNA分子元胞自动机
  10.3  DNA计算的可逆性.
    10.3.1  基于DNA计算的布尔电路
    10.3.2  可逆容错门电路
    10.3.3  基于DNA计算的可逆容错门电路
  10.4  结论
  参考文献
第11章  0-1整数规划问题的DNA求解
  11.1  引言
  11.2  0-1整数规划问题及其解法
    11.2.1  0-1整数规划问题的定义
    11.2.2  0-1整数规划问题的电子计算机算法
    11.2.3  0-1整数规划问题的通用DNA算法
  11.3  DNA计算模型上0-1整数规划问题的算法
    11.3.1  基于芯片电泳的在线DNA片段分离
    11.3.2  用于实现算法的生物芯片
    11.3.3  算法描述
  11.4  仿真实例
  11.5  结论
  参考文献
第12章  图像模式识别的DNA算法
  12.1  引言
  12.2  基于句法的图像识别及其在等腰三角形识别中应用
  12.3  等腰三角形识别的DNA算法
    12.3.1  算法设计
    12.3.2  计算机仿真实例
    12.3.3  生物实验
  12.4  人脸识别的DNA算法
    12.4.1  人脸识别的研究现状
    12.4.2  一种基于奇异值分解的人脸识别方法
    12.4.3  结合DNA算法和奇异值分解的人脸识别算法
  12.5  结论
  参考文献
第13章  基于生物芯片的背包问题DNA算法
  13.1  引言
  13.2  反应设计和编码实现
    13.2.1  背包问题的数学模型
    13.2.2  DNA反应链的设计
    13.2.3  计算和结果检测
  13.3  材料和方法
    13.3.1  实验材料准备
    13.3.2  实验操作步骤
    13.3.3  克隆测序检测
  13.4  实验结果
    13.4.1  反应产物PCR结果
    13.4.2  克隆测序结果
  13.5  结论
  参考文献
第14章  DNA计算在医学上的应用
  14.1  引言
  14.2  败血症基因芯片检测模型
    14.2.1  方法
    14.2.2  实验步骤
  14.3  基于DNA计算的疾病基因诊疗模型
  14.4  结论
  参考文献
第15章  DNA计算在基因注释以及蛋白质组学上的应用
  15.1  引言
  15.2  基于Apollo平台的基因注释
    15.2.1  为牛蜱的基因作注释
    15.2.2  Apollo软件的使用
  15.3  用蛋白质组的方法研究牛蜱感染免疫疫苗
  15.4  基于分层通信模型的蛋白质测量
    15.4.1  蛋白质液相分离
    15.4.2  2D凝胶电泳
  15.5  牛蜱胃液蛋白质组分析
  15.6  结论
  参考文献