內容大鋼
生物計算是一種以DNA、RNA和蛋白質等生物大分子為數據的計算。本書較為深入地探討DNA計算的各個方面，從基礎理論到實驗操作，再到解的檢測，都囊括其中。同時，書中對RNA計算和蛋白質計算也進行了概述。全書共12章。其中，第1章?第4章詳細介紹圖與計算複雜性、生物計算數據、生物計算運算元（?與生化操作），以及在DNA計算中發揮關鍵作用的技術和方法。第5章重點闡述DNA編碼理論與演算法。第6章?第8章深入探討枚舉型、非枚舉型、並行型等多種DNA計算模型的構建思路和優缺點。第9章與第10章介紹一些DNA計算在密碼學、生物信息學、優化問題等領域的應用案例。第11章與第12章介紹RNA計算與蛋白質計算的相關理論與應用。這樣的結構安排旨在為讀者提供一個全面、系統的生物計算知識框架。
本書適合圖論與演算法、分子生物學、電腦科學、生物信息學及人工智慧等領域的科研人員、高等學校師生，以及對生物計算感興趣的讀者閱讀。
目錄
第1章 緒論
1.1 生物計算的產生
1.2 電腦的一般定義與計算模型
1.3 生物計算的研究意義與進展
參考文獻
第2章 圖與計算複雜性
2.1 圖論基礎
2.1.1 圖的定義與類型
2.1.2 圖的度序列
2.1.3 圖的運算
2.1.4 圖的同構
2.1.5 圖的矩陣
2.1.6 圖著色
2.2 圖靈機
2.2.1 圖靈機的起源
2.2.2 圖靈機的原理、類型及圖靈等價性
2.3 可計算性
2.4 計算複雜性
2.4.1 P問題與NP問題
2.4.2 coNP問題
參考文獻
第3章 生物計算數據：DNA、RNA與蛋白質
3.1 DNA分子
3.1.1 脫氧核?酸
3.1.2 DNA分子結構
3.1.3 DNA分子類型
3.1.4 DNA分子特性
3.1.5 DNA生化反應
3.2 RNA分子
3.2.1 RNA分子的核?酸
3.2.2 RNA分子的結構
3.2.3 RNA分子的類型
3.3 蛋白質分子
3.3.1 蛋白質的結構
3.3.2 蛋白質的類型
3.3.3 蛋白質計算輸出檢測技術
參考文獻
第4章 生物計算運算元：?與生化操作
4.1 生物計算常用工具?
4.1.1 限制性內切核酸?
4.1.2 DNA聚合?
4.1.3 DNA連接?
4.1.4 DNA修飾?
4.1.5 核酸?
4.2 生物計算的生化操作
4.2.1 DNA分子的合成
4.2.2 DNA分子的切割、連接及粘貼
4.2.3 DNA重組技術
4.2.4 變性與雜交
4.2.5 DNA分子的擴增
4.2.6 DNA分子的分離與提取
4.2.7 DNA分子的檢測與讀取
4.2.8 可用於生物計算的經典生化操作技術
4.2.9 可用於生物計算的新型生化操作技術
4.2.10 生物計算涉及的新型儀器
4.3 生物計算的關鍵技術：電泳
4.3.1 基本原理
4.3.2 凝膠電泳
4.3.3 免疫電泳
4.3.4 毛細管電泳
4.3.5 介電電泳
4.3.6 等速電泳
4.4 生物計算的關鍵技術：聚合?鏈反應
4.4.1 PCR發明之旅
4.4.2 基本原理
參考文獻
第5章 DNA編碼理論與演算法
5.1 DNA編碼的背景與發展
5.2 DNA編碼問題
5.2.1 DNA編碼的常見約束
5.2.2 編碼問題及其數學模型
5.2.3 當前DNA編碼演算法分類
5.3 基於GC含量的DNA編碼計數理論
5.3.1 DNA編碼計數理論
5.3.2 GC含量相等的DNA編碼設計
5.4 模板編碼理論與演算法
5.4.1 模板編碼理論
5.4.2 模板編碼的搜索演算法
5.4.3 編碼的熱力學穩定性
5.4.4 模板集的優化
5.5 進化多目標優化DNA編碼理論與演算法
5.5.1 進化多目標優化DNA編碼理論
5.5.2 基於進化多目標優化的DNA編碼演算法框架
5.6 隱枚舉編碼理論與演算法
5.6.1 隱枚舉編碼理論
5.6.2 隱枚舉演算法的應用
參考文獻
第6章 枚舉型DNA計算模型
6.1 有向哈密頓路徑問題的DNA計算模型
6.2 可滿足性問題的DNA計算模型
6.3 圖的最大團與最大獨立集問題的DNA計算模型
6.4 0-1規劃問題的DNA計算模型
6.5 圖頂點著色問題的DNA計算模型
參考文獻
第7章 非枚舉型圖頂點著色DNA計算模型
7.1 基本思想
7.2 生物實現
7.2.1 生物操作步驟
7.2.2 實例分析與相關生化實驗
7.3 計算模型分析
7.4 其他非枚舉型DNA計算模型
參考文獻
第8章 並行型圖頂點著色DNA計算模型
8.1 模型與演算法
8.1.1 子圖劃分與橋點的確定
8.1.2 子圖頂點排序與子圖中每個頂點顏色集的確定
8.1.3 DNA序列的編碼
8.1.4 根據探針圖確定探針
8.1.5 初始解空間的合成
8.1.6 非解刪除
8.1.7 子圖逐級合併與非解刪除
8.1.8 解的檢測
8.2 具體算例
8.2.1 子圖劃分與顏色集確定
8.2.2 編碼
8.2.3 構建初始解空間
8.2.4 子圖刪除非解
8.2.5 子圖合併與非解刪除
8.3 複雜性分析
8.3.1 降低初始解空間的複雜性
8.3.2 提高並行性
參考文獻
第9章 探針機
9.1 探針機的產生背景
9.2 探針機的原理
9.2.1 圖靈機機理分析
9.2.2 探針機的數學模型
9.3 探針機求解哈密頓問題
9.4 連接型探針機的一種實現技術
9.5 傳遞型探針機與生物神經網路
9.6 探針機功能分析
9.6.1 圖靈機是探針機的一種特殊情況
9.6.2 圖靈機能否模擬探針機
9.6.3 探針機的優勢
參考文獻
第10章 DNA演算法自組裝
10.1 DNA Tile計算
10.1.1 DNA Tile類型
10.1.2 DNA Tile計算實例
10.2 圖靈等價的DNA Tile計算
10.2.1 DNA Tile計算的數學模型
10.2.2 DNA Tile計算的圖靈等價性
10.3 可編程DNA Tile結構
10.4 單鏈DNA Tile計算
10.5 基於SST的通用DNA計算
10.5.1 基於SST的迭代布爾電路計算模型
10.5.2 基於可重複SST的填充計算模型
10.6 DNA Origami計算
10.6.1 DNA Origami技術
10.6.2 DNA Origami的可編程自組裝
10.6.3 DNA Origami表面計算
10.6.4 可計算DNA Origami結構
參考文獻
第11章 RNA計算
11.1 RNA分子的計算特性
11.2 解決NP問題的RNA計算模型
11.3 RNA計算在邏輯門與邏輯電路方面的相關研究
11.3.1 RNA分子結構預測與設計
11.3.2 基於分子自動機的RNA計算
11.3.3 結合RNA干擾技術的RNA計算
[