8、基于DNA折纸术的四值逻辑与门计算模型及DNA四面体探针在0 - 1整数规划中的应用

基于DNA折纸术的四值逻辑与门计算模型及DNA四面体探针在0 - 1整数规划中的应用

一、逻辑与门计算模型相关基础概念

1. 多值逻辑
   • 三值逻辑允许中间值存在。而四值逻辑意味着逻辑值有四个取值。四值逻辑能表示的信息量是两位二进制逻辑表示信息量的两倍，其研究具有重要意义。例如在编程语言中应用四值逻辑，可建立四分支和多路转换，避免大量二分支嵌套，简化程序和流程图。在数字系统的故障诊断中，仅两个逻辑值不足以考虑故障和无故障状态，使用四值逻辑电路构成二进制数字系统，冗余逻辑值可使系统具备容错、自检、故障安全等特性。
2. DNA技术
   • DNA链置换 ：早期DNA自组装以DNA分子为主要组装材料，基于DNA编码和碱基匹配规则自发形成具有一定刚性的初级结构，再进一步组装成二维或三维几何结构。近年来的DNA链置换技术基于动态平衡响应，原理简单、反应过程可编程且易于模块化。该反应是DNA分子间的自发反应，动力源于分子间力，是用输入的强结合力DNA链替换互补结构中弱结合力DNA链，产生新双链结构并释放原单链的过程，可用于实现分子逻辑运算。其广泛应用于科学计算、纳米机器和生物医学等领域。
   • DNA折纸术 ：利用DNA分子特殊结构和碱基互补配对，将长DNA单链（支架）特定区域折叠并用短链（订书钉）固定以构建预期结构，如折成发夹结构。与传统自组装方法相比，它能在纳米尺度精确组装和排列DNA链，获得更复杂精细的结构，实验条件简单、操作容易且组装效率高，可用