شبیه‏ سازی مدارهای منطقی در محاسبات دی‏.ان‏.ای

چشم انداز برنامه‏ نویسی سیستم‏ های مولکولی برای اجرای عملیات و قدرت پردازش موازی مولکول‏ های دی.ان.ای، محققان را به سوی طراحی مدارهای بیوشیمیایی ترکیبی جذب کرده است. از آنجاکه ساخت رایانه‏ ای با قدرت پردازش موازی خواسته‏ ی این تکنولوژی بوده است، رایانه مولکولی نقطه عطفی در این مسیر محسوب می‏ گردد. در این تحقیق ابتدا یکی از پیشرفته‏ ترین مدل ‏های موجود، تشریح شده است. سپس، با استفاده از این مدل یک واحد محاسباتی-منطقی مولکولی شبیه‏ سازی شد. این شبیه‏ سازی، مشکلات موجود در این مدل را آشکار ساخت، بنابراین یک مدل جدید برای رفع مشکلات مذکور پیشنهاد شد. در الگوریتم پیشنهادی اول با استفاده از مکانیزم زیستی جابجایی ‏رشته، گیت ‏ها مطابق جدول صحتشان ساخته شدند. گیت‏ های ساخته شده با این الگوریتم، در‏حضور ورودی، خروجی خود را خودبه‏ خود و بدون آنزیم، آزاد می‏ کنند. این روند، مشابه عملکرد گیت‏ ها، در مدارهای سیلیکونی است. در این الگوریتم، ساختار مجزایی برای صفر و یک منطقی تعریف شد. این الگوریتم با کاهش چشمگیر پیچیدگی مدارها، باعث بهبود زمان اجرا شده است. گیت منطقی nand برای ساخت مدارهای ترکیبی، یک گیت کامل است، لذا الگوریتم دوم برای ساخت این گیت پیشنهاد شد. در این روش، طبق رشته ورودی ساخته ‏شده، خروجی استنتاج می‏ شود. این الگوریتم سرعت بالایی نسبت به روش‏ های قبل خود دارد. مزیت مشترک گیت‏ های دو الگوریتم مذکور، قابلیت استفاده مجدد آنهاست که در بسیاری از روش‏ های گذشته محقق نشده است.