عنوان
طراحي تمام جمع كننده ي مبتني بر دي ان اي با هدف كاهش رشته‌هاي متعامد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
محاسبات دي‌ان‌اي (DNA Computing) حوزه‌اي از محاسبات جديد است كه از مولكول‌هاي دي‌ان‌اي به‌عنوان واسطه ي محاسبات استفاده مي‌كند. اين حوزه براي اولين بار در سال 1994 توسط لئونارد آدلمن، استاد دانشگاه كاليفرنياي جنوبي، مطرح شد. آدلمن نشان داد كه دي‌ان‌اي مي‌تواند براي حل مسائل رياضي پيچيده استفاده شود. لئونارد آدلمن از دي‌ان‌اي براي حل مسئله ي مسير هميلتوني استفاده كردكه نشان داد دي‌ان‌اي مي‌تواند به‌عنوان يك وسيله ي محاسباتي عمل كند. محققان مختلف مانند ريچارد ليپتون و اريك وينفري تكنيك‌هاي آدلمن را گسترش دادند و نشان دادند كه دي‌ان‌اي مي‌تواند براي حل مسائل ان پي كامل نيز استفاده شود. سپس پژوهشگران موفق به توسعه‌ي روش‌هايي براي استفاده از واكنش‌هاي آنزيمي و ساير فرآيندهاي زيست شيميايي براي انجام محاسبات پيچيده‌تر شده و با تركيب فناوري‌هاي نانو و محاسبات زيستي، مدارهاي منطقي ساده‌ي مبتني بر دي ان اي طراحي كردند. همچنين با پيشرفت در فناوري روش‌هاي ويرايش ژنوم، امكان انجام محاسبات دقيق‌تر و پيچيده‌تر فراهم شد.
كاربردهاي محاسبات دي ان اي بسيار متنوع است از جمله در زمينه ي پزشكي كه استفاده از محاسبات دي‌ان‌اي براي تشخيص و درمان بيماري‌ها بسيار سودمند است. هم چنين استفاده از دي‌ان‌اي براي رمزنگاري اطلاعات به دليل امنيت بالا و پيچيدگي فرايندهاي رمزگشايي كاربردي است وحتي امكان ذخيره‌سازي حجم عظيمي از داده‌ها در دي‌ان‌اي به‌دليل تراكم بالا وجود دارد.
با اين همه در محاسبات دي ان اي با چالش‌هايي از جمله نگهداري و پردازش دي‌ان‌اي در محيط‌هاي كنترل‌شده و هزينه‌هاي بالاي تجهيزات و مواد اوليه مواجه هستيم. با توجه به پيشرفت‌هاي مداوم در بيوتكنولوژي و نانوتكنولوژي، محاسبات دي‌ان‌اي پتانسيل زيادي براي تغيير بنيادين روش‌هاي محاسباتي و كاربردهاي آن‌ها دارد.
محدوديت افزايش ترانزيستورها در مدارات سيليكوني به دليل برخورد به ديواره ي توان باعث شد طراحي گيت‌هاي مبتني بر دي ان اي اهميت بيشتري يابد. ما در اين پروژه جهت برداشتن گامي در خصوص رفع مشكلات مدارات سيليكوني و پيشرفت محاسبات مبتني بر دي ان اي، به طراحي گيت XOR با استفاده از رشته‌هاي دي ان اي و به كارگيري آن در مدار تمام جمع كننده جهت غلبه بر چالش نبود گيت معكوس كننده و به كارگيري آن در محاسبات منطقي و امور پزشكي پرداختيم. اين مدار به گونه اي طراحي شد كه در مقايسه با مدارات قبلي، با كاهش رشته‌ها، پيچيدگي كمتري داشته باشد و در عوض سرعت، دقت و قابليت اطمينان مدار افزايش يابد.
شماره ركورد
232383
دانشگاه
دانشگاه اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر- معماري سيستم هاي كامپيوتري
استاد راهنما
زهره بيكي