مشاهده پست های بی پاسخ | مشاهده موضوعهای فعال تاریخ امروز جمعه 17 نوامبر, 2017 10:52 pm



پاسخ به موضوع  [ 14 پست ]  برو به صفحه 1, 2, 3  بعدی
 پیاده سازی فلیپ فلاپ JK با استفاده از رشته های DNA 
نویسنده پیام

عضو: شنبه 29 دسامبر, 2007 11:25 am
پست ها: 21
پست پیاده سازی فلیپ فلاپ JK با استفاده از رشته های DNA
1. مقدمه:
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) DeoxyriboNucleic 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.
ضمیمه:
srivastava1.jpg


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.

_________________
نویسندگان:
راضيه نوربخش - سيده سميه ميرزاجاني


آخرین بار توسط norbakhsh در شنبه 29 دسامبر, 2007 5:34 pm ویرایش شده است و در کل 1 بار ویرایش شده.



شنبه 29 دسامبر, 2007 11:33 am
مشخصات شخصی

عضو: شنبه 29 دسامبر, 2007 11:25 am
پست ها: 21
پست Re: پیاده سازی فلیپ فلاپ JK با استفاده از رشته های DNA
در پیاده سازی گیتـها از روشهای مختلفی استفاده شده است . در یک روش پیاده سازی از داکسی ریبوزیم که ساختاری از رشته های DNA است استفاده شده که این ساختار به طور طبیعی یافت نمی شود و در شرایط آزمایشگاهی آن را ایجاد می کنند . در صورتی که شکاف (Cleavage) در ساختار ایجاد شود خروجی 1 و در غیر این صورت خروجی 0 است .برای مطالعه بیشتر به [5] مراجعه کنید.
و در روشی دیگر پیاده سازی با استفاده از یک لوله آزمایش برای هر سطح می باشد . با ایجاد یک رشته پیوندی (Link-strand) در یک لوله و ریختن آن بر روی لوله سطح بالاتر و ایجاد پیوند دو رشته ای خروجی بررسی می شود . در صورت وجود رشته در لوله سطح آخر خروجی 1 و در غیر این صورت خروجی 0 است .[4] اساس کار ما نیز منطبق با همین روش است.

در این مقاله پیاده سازی فلیپ فلاپ JK که به نسبت سایر فلییپ فلاپ ها کاملترمی باشد تشریح شده است.در بخش دوم ساختار DNA و در بخش 3 برخی از عملیاتی که بر روی DNA قابل انجام است شرح داده شده است در بخش چهارم ابتدا شرحی درباره مدارات منطقی صورت گرفته و سپس عملکرد فلیپ فلاپJK در مدارات منطقی بررسی شده است . بخش پنجم الگوریتم پیاده سازی را شرح داده و در بخش ششم عملکرد مدار با یک مثال اثبات گردیده است .


کد:
References

[1] L. Adleman, "Molecular Compution to Combinational Problems", science, vol. 266(1994), pp.1021-1024

[2] M. Amos, G. Paun, G. Rozenberg, A. Salomaa, "Topics in the Theory of DNA Computing", Theoretical computer science, vol 287(2002),pp. 3-38

[3] P.Formanowicz, "DNA Computing", computional methods in science and technology,vol. 11(2005),pp.11-20

[4] H. Ahrabian, A. Nowzari-Dalini, "DNA Simulation of Nand Boolean Circuit", AMO, vol. 6(2004)

[5] M. Belen,"Logic Gates Made with DNA", Proc. Innovative computer architectures and concepts seminar, July 2002

_________________
نویسندگان:
راضيه نوربخش - سيده سميه ميرزاجاني


شنبه 29 دسامبر, 2007 11:38 am
مشخصات شخصی

عضو: شنبه 29 دسامبر, 2007 11:25 am
پست ها: 21
پست 2. DNA
DNA مولکولهای زنجیره ای بلندی هستند که از واحدهای ساختمانی کوچک تری به نام "نوکلئوتید" تشکیل شده اند . این ملکول ها حاوی اطلاعات وراثتی هر شخص می باشد . با توجه به ارتباط DNA با موضوع مورد بحث در این بخش ابتدا ساختار DNA و مزایای استفاده از DNA مطرح می شود و سپس به برخی از عملیات پایه که بر روی آن صورت می گیرد بحث می شود.

2-1. ساختار DNA

ملکولهای DNA پلیمرازهایی هستند که از نکلئوتیدها ساخته شده اند. این ساختار ساده از سه بخش تشکیل شده است : قند ، فسفات و پایه . چهار پایه متفاوت وجود دارد : آدنین (Adenine) ، گوانین (Guanine)، سیتوزین (Cytosine) ، تیمین (Thymine) که به طور اختصار با A،G،C،T نمایش داده می شوند. به دلیل اینکه تنها تفاوت نکلئوتیدها در پایه های آنهاست بنابراین نکلئوتیدها را با نام اختصاری پایه ها نام گذاری می کنند.
ملکولهای DNA تک رشته ی زنجیره ساده ای از نکلئوتیدها پشت سرهم اند که بوسیله قید هم ظرفیت به هم متصل می شوند. هر تک رشته بر اساس یک قرارداد شیمیایی یک جهت (Polarity) طبیعی از '5 به '3 دارد. این جهت در واقع بیانگر این است که یک طرف آزاد رشته DNA گروه فسفات '5 و طرف آزاد دیگر گروه هیدروکسیل می باشد.
یکی از ترکیبات مهم DNA مکمل واتسون-کریک پایه ها می باشد. باندهای بین تک رشته ای ها بوسیله نیروی جاذبه بین دو پایه ایجاد می شود . A باT وC با G باند می شوند. بنابراین زوج (A,T) و (C,G) زوج پایه های مکمل هستند . بین A و T باند دو هیدروژنه و بین C و G باند سه هیدروژنه تشکیل می شود. DNA مارپیچی دو رشته ای زمانی که دو رشته ی جداگانه به یکدیگر باند می شوند تشکیل می شود ؛ که برای این منظور باید دو شرط فراهم باشد : اولا رشته ها بایستی مکمل باشند و ثانیا جهت مخالف داشته باشند. شکل 1 ساختمان DNA را نشان می دهد.

_________________
نویسندگان:
راضيه نوربخش - سيده سميه ميرزاجاني


دوشنبه 31 دسامبر, 2007 9:50 pm
مشخصات شخصی

عضو: شنبه 29 دسامبر, 2007 11:25 am
پست ها: 21
پست Re: پیاده سازی فلیپ فلاپ JK با استفاده از رشته های DNA
شکل 1 ساختمان DNA:

ضمیمه:
DNA.JPG


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.

_________________
نویسندگان:
راضيه نوربخش - سيده سميه ميرزاجاني


دوشنبه 31 دسامبر, 2007 9:53 pm
مشخصات شخصی

عضو: شنبه 29 دسامبر, 2007 11:25 am
پست ها: 21
پست 2-2. مزایای استفاده از DNA
DNA ارگانیسم سلولی است. بنابراین در همه موجودات زنده وجود دارد و همیشه یك منبع DNA در دسترس است. از طرف دیگر در دسترس بودن DNA باعث ارزان شدن آن به عنوان منبع ساخت رایانه می‌شود. همچنین بر خلاف مواد فعلی كه سمی و غیرقابل جذب در طبیعت هستند، DNA بخشی از محیط و موجود زنده است. از طرف دیگر اگر یك رایانه DNA را با یك رایانه امروزی مقایسه كنیم، نتایجی بسیار شگفت‌انگیز به دست می‌آوریم. رایانه‌های DNA بسیار كوچك‌تر از رایانه‌های امروزی هستند. در حالی كه حجم بسیار بیشتری از اطلاعات را می‌توانند در خود نگهداری كنند. یك پوند (453 گرم) DNA ظرفیتی بیشتر از تمامی رایانه‌های الكترونیكی ساخته شده دارد.

از نظر قدرت محاسباتی نیز این رایانه‌ها با رایانه‌های فعلی قابل مقایسه نیستند. قدرت محاسباتی یك رایانه DNA با اندازه اشك چشم بیشتر از قوی‌ترین سوپر رایانه‌های جهان است. برای اینكه قدرت پردازش و دخیره سازی این نوع رایانه برای شما بیشتر مشخص شود، مثال دیگری می‌زنیم. بیش از 10 تریلیون مولكول DNA در یك سانیتمتر مكعب جا می‌گیرد. با این حجم از DNA می‌توان 10 ترابایت (1000گیگابایت) اطلاعات را ذخیره كرد و 10 تریلیون محاسبه را در یك لحظه به انجام رساند، همچنین می‌توان گفت كه یك گرم DNA خشك شده كه تقریبا به اندازه نصف یك حبه قند است، می‌تواند اطلاعات یك تریلیون سی‌دی را در خود ذخیره كند.

_________________
نویسندگان:
راضيه نوربخش - سيده سميه ميرزاجاني


جمعه 04 ژانویه, 2008 11:53 am
مشخصات شخصی
مشاهده پست های قبلی:  نمایش بر اساس  
پاسخ به موضوع   [ 14 پست ]  برو به صفحه 1, 2, 3  بعدی

افراد آنلاین

کاربران حاضر در این تالار: Google [Bot] و 4 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