生物計算機的概念是什麼?

時間 2021-07-14 19:10:51

1樓:bbsky

生物計算機也稱仿生計算機,主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子,並以此作為生物晶元來替代半導體矽片,利用有機化合物儲存資料。資訊以波的形式傳播,當波沿著蛋白質分子鏈傳播時,會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍,它具有很強的抗電磁干擾能力,並能徹底消除電路間的干擾。

能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一,且具有巨大的儲存能力。生物計算機具有生物體的一些特點,如能發揮生物本身的調節機能,自動修復晶元上發生的故障,還能模仿人腦的機制等

生物計算機是以核酸分子作為「資料」,以生物酶及生物操作作為資訊處理工具的一種新穎的計算機模型。生物計算的早期構想始於2023年,諾貝爾獎獲得者Feynman提出利用分子尺度研製計算機;20世紀70年代以來,人們發現脫氧核糖核酸(DNA)處在不同的狀態下,可產生有資訊和無資訊的變化。科學家們發現生物元件可以實現邏輯電路中的0與1、電晶體的通導或截止、電壓的高或低、脈衝訊號的有或無等等。

經過特殊培養後製成的生物晶元可作為一種新型高速計算機的積體電路。2023年,圖靈獎獲得者Adleman提出基於生化反應機理的DNA計算模型;在生物計算機方面突破性工作是北京大學在2023年提出的並行型DNA計算模型,將具有61個頂點的乙個3-色圖的所有48個3-著色全部求解出來,其演算法複雜度為,而此搜尋次數,即使是當今最快的超級電子計算機,也需要13 217年方能完成,該結果似乎預示著生物計算機時代即將來臨。

生物計算機也稱仿生計算機,主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子,並以此作為生物晶元來替代半導體矽片,利用有機化合物儲存資料。資訊以波的形式傳播,當波沿著蛋白質分子鏈傳播時,會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍,它具有很強的抗電磁干擾能力,並能徹底消除電路間的干擾。

能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一,且具有巨大的儲存能力。生物計算機具有生物體的一些特點,如能發揮生物本身的調節機能,自動修復晶元上發生的故障,還能模仿人腦的機制等

生物計算機是以核酸分子作為「資料」,以生物酶及生物操作作為資訊處理工具的一種新穎的計算機模型。生物計算的早期構想始於2023年,諾貝爾獎獲得者Feynman提出利用分子尺度研製計算機;20世紀70年代以來,人們發現脫氧核糖核酸(DNA)處在不同的狀態下,可產生有資訊和無資訊的變化。科學家們發現生物元件可以實現邏輯電路中的0與1、電晶體的通導或截止、電壓的高或低、脈衝訊號的有或無等等。

經過特殊培養後製成的生物晶元可作為一種新型高速計算機的積體電路。2023年,圖靈獎獲得者Adleman提出基於生化反應機理的DNA計算模型;在生物計算機方面突破性工作是北京大學在2023年提出的並行型DNA計算模型,將具有61個頂點的乙個3-色圖的所有48個3-著色全部求解出來,其演算法複雜度為,而此搜尋次數,即使是當今最快的超級電子計算機,也需要13 217年方能完成,該結果似乎預示著生物計算機時代即將來臨。

其主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子,並以此作為生物晶元。生物晶元比矽晶元上的電子元件要小很多,而且生物晶元本身具有天然獨特的立體化結構,其密度要比平面型的矽積體電路高五個數量級。讓幾萬億個DNA分子在某種酶的作用下進行化學反應就能使生物計算機同時執行幾十億次。

生物計算機晶元本身還具有並行處理的功能,其運算速度要比當今最新一代的計算機更快。生物晶元一旦出現故障,可以進行自我修復,所以具有自癒能力。生物計算機具有生物活性,能夠和人體的組織有機地結合起來,尤其是能夠與大腦和神經系統相連。

這樣,生物計算機就可直接接受大腦的綜合指揮,成為人腦的輔助裝置或擴充部分,並能由人體細胞吸收營養補充能量,因而不需要外界能源。它將成為能植入人體內,成為幫助人類學習、思考、創造、發明的最理想的夥伴。另外,由於生物晶元內流動電子間碰撞的可能極小,幾乎不存在電阻,所以生物計算機的能耗極小。

2樓:萬小道

生物計算機本質就是利用生物材料去取代當前計算機使用的半導體晶元和儲存介質。

計算機的本質就是資訊的處理和訪問,我就以更容易理解的訪問功能為例說明, 磁碟和 DNA 都可以訪問資料

優勢:

DNA 是三維結構,單位資訊密度比起目前的磁碟高得多

DNA 只需要冷凍就可以儲存,無需人工去維護

目前的儲存裝置都是有壽命的,最長的也就是 50 年的磁帶,而 DNA 只要儲存得當完全可以儲存上萬年

劣勢:

儲存和讀取的速度都很慢,因為一切都要依靠化學反應去合成 DNA

必須將全部資訊取出再測序轉碼,無法做到目前儲存裝置的想讀什麼檔案,讀什麼檔案

量子計算機和生物計算機,哪個更有前景?

奧秘 著名的永遠還差20年系列。科學界還差50年,表示這東西在有生之年怕是沒戲。比如可控核聚變。科學界還差20年,表示這東西在有生之年可能有戲。比如量子計算機和生物計算機。上世紀90年代是還差20年,今天依然是還差20年.既然是難兄難弟,就不要比誰更有希望了,反正都是 還差20年 有生之年系列的。 ...

計算機重啟的原理是什麼?

遇到會答的了 其實高讚答案已經很明白了,他所說寫0E到cf9應該就是所謂重啟的狀況了。也就是power cycle reset。chipset中由南橋中的模組負責電源管理,整個系統中有三種電源的domain,core,suspend和RTC,core 就是正常工作時才有電的大部分,suspend就是...

大學非計算機專業可以參加什麼關於計算機的競賽?

秋水 數學建模和三創我覺得應該算是面向所有專業,但又和計算機專業最沾邊的競賽吧。前者偏向理論,對於訓練思維很有幫助,後者偏向商業,對於訓練商業思維很有幫助。另外,你可以借助這種比賽拉計算機專業的學生組隊,既有利於比賽本身,又可以拓展人際。 zhangxiaoyang 認清現實,玩一玩的心態可以搞AC...