导论期末论文浅谈生物计算机(福建工程学院).docVIP

福建工程学院 导论学科期末论文 题 目：浅谈生物计算机学 生：梁** 指导老师：陈庆强讲师 系 别：信息科学与工程学院 专 业：计算机类 班 级：计算机**** 学 号：************ 2013年12月21日  PAGE 8 目录：  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc375672505 摘要  PAGEREF _Toc375672505 \h 2  HYPERLINK \l _Toc375672506 [1]现代计算机的发展瓶颈  PAGEREF _Toc375672506 \h 3  HYPERLINK \l _Toc375672507 [2]生物计算机的由来及发展历程  PAGEREF _Toc375672507 \h 3  HYPERLINK \l _Toc375672508 [3]生物计算机的优点  PAGEREF _Toc375672508 \h 4  HYPERLINK \l _Toc375672509 [4]生物计算机的缺点  PAGEREF _Toc375672509 \h 4  HYPERLINK \l _Toc375672510 [5]生物计算机拥有人工智能  PAGEREF _Toc375672510 \h 5  HYPERLINK \l _Toc375672511 [6]生物计算机的现状  PAGEREF _Toc375672511 \h 6  HYPERLINK \l _Toc375672512 [7]结束语  PAGEREF _Toc375672512 \h 6  HYPERLINK \l _Toc375672513 [8]致谢  PAGEREF _Toc375672513 \h 6  HYPERLINK \l _Toc375672514 [9]附录1  PAGEREF _Toc375672514 \h 7 摘要 生物计算机又称仿生计算机，是以生物芯片取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体管制成的计算机。它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。生物计算机芯片本身还具有并行处理的功能，其运算速度要比当今必威体育精装版一代的计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，存储信息的空间仅占百亿亿分之一。 生物计算机的研究是理论计算机领域的一个重要分支，生物计算机的核心思想是用生化反应来模拟计算操作。依托生物分子尤其是DNA分子的大规模并行。 目前几乎所有的生物计算机都是在体外进行的。体外计算机的优点是设计简单和易于实现；缺点是需要人工操作或设备的辅助，否则计算机的自动性无法的到实现，这样的计算不但麻烦，而且没有用生物体的自我调控机制来对计算进行控制，只是将生物分子作为数据载体和操作工具的计算机，如DNA计算机。 如果能将计算置于生物体内,就可以利用生物自动性对计算进行控制。体内 计算机的设计远比体外计算机要复杂,这不仅因为对生物体的体内环境知识的匾 乏和对生物自身调控机制的不甚了解,而且也是对将计算植入生物体内所造成的 对生物的影响估计不足。 关键字：生物计算机，DNA计算机，高速，低能耗，仿生计算机。  [1]现代计算机的发展瓶颈 当今社会，MOS管制作技术已经发展到原子级，下一步应该是朝那个方向发展已经成为未知。加之现在的芯片制造技术，22纳米、甚至18纳米都已经开始投产，已然很接近分子固有大小，再进一步就要受到分子、原子本身大小的制约。因为电子漂移太严重，如今的CPU主频已经不可能有太大的提升。晶体管的密度已近当前所用技术的理论极限。 而另外一方面，随着主频的提升所带来的高功耗和发展缓慢的电能储存技术已成为大矛盾。另外，计算机的处理速度在将来的某一天也势必受到电能的限制。 这种现状，导致计算机的处理速度受到严重的限制，已然成为当今社会计算机发展最大的瓶颈，要想继续发展，要么克服原子本身大小这个瓶颈，例如处于理论阶段的量子计算机。要么，就要寻找新的计算机结构， 借鉴生物界的各种处理问题的方式，即所谓生物算法。也就是接下来要谈到的——生物计算机。 [2]生物计算机的由来及发展历程 人们惊叹于钱钟书先生超凡的记忆力。据说有人从图书馆随便翻出什么古典文集来，钱钟书都能准确无误地复述其内容。20世纪的人，只能为之兴叹，称之为天才；但是，生活在21世纪的人们就有可能与钱钟书在记忆力上一试高低。这种可能性来自即将成为21世纪人类生活新伙伴的生物计算机。 目前以集成电路为基础的传统计算机已经快要发展到极限。计算机发展遵循的“摩尔定律”（每18个月芯片速度翻