Слева - НЖМД объёмом 44 Мб 1980-х годов выпуска, и (справа) CompactFlash объёмом 2 Гб 2000-х годов выпуска. Всего-то прошло 20 лет, а технологии так быстро. - презентация

1

2 Слева - НЖМД объёмом 44 Мб 1980-х годов выпуска, и (справа) CompactFlash объёмом 2 Гб 2000-х годов выпуска. Всего-то прошло 20 лет, а технологии так быстро меняются. Интересно, что будет через 20 лет? Одним из направлений (на ряду с нанотехнологиями и квантовыми компьютерами) будет вычислительные устройства на основе ДНК.

3 Биокомпьютер компьютер, который функционирует как живой организм или содержит биологические компоненты. В качестве вычислительных элементов используются белки и нуклеиновые кислоты (ДНК), реагирующие друг с другом

4 1994 год – опыт Леонарда Адельмана: молекулы ДНК могут решать вычислительные задачи, которые трудоемки для традиционных компьютеров. С 1994 года начинается история ДНК- вычислений Подобие человека и машины: Вычисление математических выражений, Вычисление логических операции, Накопление данных ( числовых, текстовых, звуковых и художественно-графических) 1966 год - книга Дж. фон Неймана «Теория самовоспроизводящихся автоматов»

5 Основа ДНК - чередующиеся фосфаты и дезоксирибоза (сахара) Двойная спираль ДНК «держится» на водородных связях между нуклеотидами. Состав нуклеотидов: пурины (аденин [A] и гуанин [G]) пиримидины (цитозин [C] и тимин [T])

6 Общая конструкция вычислительного модуля, использующий библиотеки ДНК ферментов и субстратов

7 Американские исследователи попытались обойти эту проблему, сконструировав логические элементы на основе ДНК. Прежде всего, они создали элементы AND (и), OR (или) и XOR (исключающее или). Проблема: различная природа входящего и исходящего сигнала => невозможность объединения элементов друг с другом в сложную схему. На вход подаются фрагменты ДНК (около 24 нуклеотидов длиной); На выходе – олигонуклеотиды (тоже нуклеотиды)

8 Ферментная логика –логика, основанная на ферментах ДНК (части молекулы ДНК)

9

10

11 2011 год – Эрик Уинфри и Лулу Цянь (Калифорнийский технологический институт) – наиболее продвинутый на сегодняшний день ДНК- компьютер Задача: Извлечение квадратного корня и округление ответа до ближайшего целого Результат вычислений: цвета пробирок (из-за флуоресценции), которые преобразуются в бинарный код Определение квадратного корня – лишь одна из возможных задач

12 Технология получения сложных двумерных структур из молекул ДНК (Калифорнийский технологический институт, США). Технология получила название ДНК- оригами

13 Исследователи обратились к полузабытой аналоговой электронике. С её помощью экспериментаторы смоделировали два типа взаимодействий между белками и ДНК. Результат: Успешно смоделированы белковые процессы, происходящие внутри клетки Используются все возможные состояния транзисторов

14 (забугорский) (наш, по сути переведенный и сокращенный вариант 1-го источника, даже ссылки туда есть) (лол)

15