مشاهده پست های بی پاسخ | مشاهده موضوعهای فعال تاریخ امروز دوشنبه 20 نوامبر, 2017 10:36 pm



پاسخ به موضوع  [ 2 پست ] 
 DNA computing 
نویسنده پیام

عضو: شنبه 29 دسامبر, 2007 11:25 am
پست ها: 21
پست DNA computing
امروزه در طراحی و ساخت کامپیوتر ها و پروسسورها انقلابی عظیم در حال رخ دادن است. متخصصان با بهره گیری از طبیعت اطراف خود دست به ابتکارات جالبی زده اند. جدید ترین آنها تکنولوژی DNA computing - (رایانه های دی ان ای) Deoxyribo Nucleic Acid است که طبق ژنتیک و DNA موجودات زنده طراحی شده و کار می کند .
در واقع می توان گفت میلیون ها ابرکامپیوتر طبیعی که درون بدن ما وجود دارد : مولکول های DNA ماده تشکیل دهنده ژن شما می باشند که دارای پتانسیلی هستند که پردازشی چندین بار سریعتر، از قویترین پردازشگر و یا حتی مجموعه ای از پردازشگرهای ساخته شده توسط بشر، را فراهم می کند.
کار با مولکولهای DNA دارای معادلات بسیار پیچیده ای نیز می باشد، با این که در دوران کودکی این (تکنولوژی) بسر می بریم ، اما DNA Computer قابلیت ذخیره بیلیون ها برابر حافظه های کنونی یک کامپیوتر معمولی را دارد و این ویژگی ها تفاوت این نسل از پردازنده را با گذشته مشخص می کند.
یکی از اهداف برجسته محاسبات DNA طراحی کامپیوترهایی بر اساس ملکولهای DNA است که بتواند در آینده جایگزین کامپیوترهای با پایه سیلیکونی شود. ساخت کامپیوتر ملکولی در سال 1961 بوسیله فیمن پیشنهاد شد. اما معرفی این محیط با چاپ مقاله آدلمن در مجله Science با عنوان "استفاده از DNA برای حل بهتر مسائل" در سال 1994 صورت گرفت .
در این مقاله وی به حل مسئله مسیر همیلتونی با هفت راس پرداخته بود. یک گراف کوچک با ملکولهای DNA رمزگذاری می شود و عملیات محاسبات با پروتکل استاندارد و آنزیمها اجرا می شود. این آزمایش امکان انجام محاسبات در سطح ملکولی را اثبات کرد. نتیجه نشان داد که DNA دارای پتانسیل قوی برای انجام محاسبات بصورت موازی و با قدرت بالا می باشد. ]1[ از آن پس الگوریتم های دیگری برای حل محاسبات پیچیده و همچنین پیاده سازی گیت های منطقی ارائه شد .
سه سال بعد از کشف آدلمن محققان دانشگاه رچستر گیت های منطقی را توسعه دادند. تولید گیتهای منطقی متشكل از DNA توسط تیم تحقیقاتی رچستر اولین گام به سوی ساختن یك كامپیوتر با ساختاری مشابه PCهای الكترونیكی است. به جای استفاده از سیگنالهای الكتریكی برای انجام عملیات منطقی، این گیتهای منطقی براساس كدهای DNA عمل می‌كنند. آنها تعدادی از مواد ژنتیكی را به‌عنوان ورودی شناسایی كرده و پس از اتصال این اجزا به یكدیگر، یك خروجی منفرد را تشكیل می‌دهند. به‌عنوان مثال، یك گیت ژنتیكی به نام “And”، دو DNA ورودی را با استفاده از قوانین شیمیایی به هم پیوند داده و تشكیل یك ساختار می‌دهد. درست مانند حالتی كه دو عدد لگو توسط یك لوگی سوم به هم متصل می‌شوند. محققان معتقدند كه اگر این گیتهای منطقی به‌وسیله میكروچیپ‌هابا هم تركیب شوند، تحول بزرگی در ساخت DNA كامپیوترها بوجود خواهد آمد.

تصویر

_________________
نویسندگان:
راضيه نوربخش - سيده سميه ميرزاجاني


شنبه 29 دسامبر, 2007 11:30 am
مشخصات شخصی
آواتار کاربر

عضو: شنبه 24 نوامبر, 2007 7:39 pm
پست ها: 546
آدرس: تهران
پست کامپیوترهای DNA چیست ؟
سال 1994 بود. دكتر لئونارد آدلمن، استاد رشته كامپيوتر دانشگاه كاليفرنيای جنوبی روی تختخواب خود دراز كشيده بود و كتاب بيولوژی ملكولی ژن، نوشته جيمز واتسون را مطالعه می‌كرد. ناگهان چيزی در ذهنش جرقه زد. كمی بيشتر فكر كرد. بله، سلول‌های انسان و رايانه‌ها در پردازش و ذخيره سازی اطلاعات تقريبا يكسان عمل می‌كنند. رايانه‌ها اطلاعات را در قالب رشته‌ای از يك و صفر ذخيره می‌كنند. موجودات زنده نيز اطلاعات را با مولكول‌های موسوم به A، T، C، G در يك DNA ذخيره می‌كنند. به عبارت ديگر DNA پتانسيل انجام عمليات محاسباتی و پردازش را دارد. در واقع DNA در شيوه ذخيره سازی اطلاعات ثابت روی ژن شما بسيار شبيه هارد ديسك عمل می‌كند و چنين بود كه ايده نسل جديدی از رايانه‌ها شكل گرفت: رايانه‌های DNA
ضمیمه:
dna1.JPG

آن جرقه كوچك در ذهن آدلمن به سرعت به يك پروژه جدی در مراكز تحقيقاتی و پژوهشی تبديل شد. درواقع همه می‌دانستند كه با سرعت فعلی رشد صنعت چيپ سازی، رايانه‌های ترانزيستوری و سيليكونی كه بيش از 40 سال است در مركز توجه جهان محاسبات قرار داشته‌اند. بزودی به انتهای خط خواهند رسيد. چيپ‌ها كوچك‌تر و كوچك‌تر شدند و در هر 18 ماه تعداد قطعات الكترونيكی موجود روی چيپ دو برابر شد و سرعت چند برابر افزايش يافت، اما اين مينياتوری شدن چيپ ها و افزايش سرعتشان نهايت و حدی دارد و پس از آن متوقف خواهد شد، بنابراين توجه متخصصان به ميليون‌ها سوپر رايانه طبيعی موجود در موجودات زنده جلب شد و به كار روی نظريه آدلمن پرداختند.
ماشين‌ها و رايانه‌هايی نيز ساخته شده است. گرچه اگر به دقت نگاه كنيد به جای رايانه تنها تيوپ‌های كوچكی می‌بينيد كه آب دارند.
ضمیمه:
dna2.JPG

مسائلی كه در حال حاضر از سوی اين رايانه‌ها حل می‌شوند بسيار ابتدايی و مقدماتی هستند و كودكان با كاغذ و قلم سريع‌تر به پاسخ می‌رسند، اما چيزی كه متخصصان را همچنان دلگرم نگه داشته است و آنها را به كار بيشتر روی اين پروژه واداشته است. مزايايی است كه يك رايانه DNA خواهد داشت.
DNA ارگانيسم سلولی است. بنابراين در همه موجودات زنده وجود دارد و هميشه يك منبع DNA در دسترس است. از طرف ديگر در دسترس بودن DNA باعث ارزان شدن آن به عنوان منبع ساخت رايانه می‌شود.

همچنين بر خلاف مواد فعلی كه سمی و غيرقابل جذب در طبيعت هستند، DNA بخشی از محيط و موجود زنده است.

از طرف ديگر اگر يك رايانه DNA را با يك رايانه امروزی مقايسه كنيم، نتايجی بسيار شگفت‌انگيز به دست می‌آوريم. رايانه‌های DNA بسيار كوچك‌تر از رايانه‌های امروزی هستند. در حالی كه حجم بسيار بيشتری از اطلاعات را می‌توانند در خود نگهداری كنند. يك پوند (453 گرم) DNA ظرفيتی بيشتر از تمامی رايانه‌های الكترونيكی ساخته شده دارد. از نظر قدرت محاسباتی نيز اين رايانه‌ها با رايانه‌های فعلی قابل مقايسه نيستند. قدرت محاسباتی يك رايانه DNA با اندازه اشك چشم بيشتر از قوی‌ترين سوپر رايانه‌های جهان است.

برای اينكه قدرت پردازش و دخيره سازی اين نوع رايانه برای شما بيشتر مشخص شود، مثال ديگری می‌زنيم. بيش از 10 تريليون مولكول DNA در يك سانيتمتر مكعب جا می‌گيرد. با اين حجم از DNA می‌توان 10 ترابايت (1000گيگابايت) اطلاعات را ذخيره كرد و 10 تريليون محاسبه را در يك لحظه به انجام رساند، همچنين می‌توان گفت كه يك گرم DNA خشك شده كه تقريبا به اندازه نصف يك حبه قند است، می‌تواند اطلاعات يك تريليون سی‌دی را در خود ذخيره كند.

حالا متوجه شديد كه چرا دانشمندان وقت زيادی را صرف اين ايده می‌كنند و می‌كوشند تا اين نسل جديد را به واقعيت تبديل كنند. اما مشكلاتی نيز وجود دارد. DNAها، هميشه آنطور كه انتظار می‌رود رفتار نمی‌كنند. پس يكی از مهم‌ترين مسائل متخصصان كنترل توليد و توسعه آنها برای دريافت نتايج دقيق از محاسبات است.

يكی از متخصصان توانسته است رايانه‌ای را در سال 2001 به نام خود ثبت كند كه در يك قطره آب جای دارد و از مولكول‌های DNA و آنزيم‌ها به عنوان ورودی، خروجی، نرم‌افزار و سخت‌افزار استفاده می‌كند. در سال 2003 اين دانشمند به كمك همكارانش يك منبع تغذيه نيز به رايانه‌اش اضافه كرد. اين منبع، انرژی خود را از شكسته شدن مولكول‌های DNA تامين می‌كند. وی مطمئن نيست كه ژنتيك بتواند جايگزين سيليكون شود. اما معتقد است كه اين دو نسل به شيوه‌ای مسالمت آميز و در كاربردهای مختلف، كنار هم زندگی خواهند كرد و آخرين خبر اين كه در اواسط آگوست امسال ( اواخر مردادماه ) گروه ديگری از دانشمندان طی يك مقاله اعلام كردند كه رايانه‌ای ساخته‌اند كه مبتنی بر بيولوژيك است و برای انجام يك بازی با نام Tic-Tac Toe ( بازی xo در يك محيط 3x3 ) طراحی شده است. آنها معتقدند كه اين رايانه هيچگاه اين بازی را به انسان نمی‌بازد. به نظر می‌رسد استفاده هوشمند از رايانه‌های DNA آغاز شده است، اما آيا زمانی خواهد رسيد كه من و شما به جای اين رايانه‌های الكترونيكی از يك قطره آب برای انجام محاسبات استفاده كنيم؟


برای مشاهده تصاویر و دانلود فایل های ضمیمه ، لازم است در سایت ثبت نام کرده و با نام کاربری خود وارد شوید. در حال حاضر ثبت نام در سایت رایگان است.


یکشنبه 11 می, 2008 8:16 am
مشخصات شخصی WWW
مشاهده پست های قبلی:  نمایش بر اساس  
پاسخ به موضوع   [ 2 پست ] 

افراد آنلاین

کاربران حاضر در این تالار: Yahoo [Bot] و 3 مهمان


شما نمی توانید در این تالار موضوع جدید باز کنید
شما نمی توانید در این تالار به موضوع ها پاسخ دهید
شما نمی توانید در این تالار پست های خود را ویرایش کنید
شما نمی توانید در این تالار پست های خود را حذف کنید
شما نمی توانید در این تالار ضمیمه ارسال کنید

جستجو برای:
پرش به:  
cron
استفاده و نقل از مباحث سایت، فقط با ذکر منبع و لینک سایت میکرورایانه مجاز است.
Copyright © 2006 - 2010 MicroRayaneh - Powered by phpBB © phpBB Group
Valid CSS2 Valid XHTML 1.0
طراحی سایت : میکرو رایانه