基于改进入侵杂草算法的dna编码研究

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1、分类号密级ＵＤＣ编号大连大学硕±学位论文龜＾论义题目基于改进入侵杂草資法的ＤＮＡ编码研究姓名杨改裔学科、专业巧制科学与工程指导教师张强教授年级２０１３巧论文答铭日期２０１６年５月２３日独创性说明王作者郑重声明：本硕上学位论文是我个人在导师指导下进行的研究，作巧取得硏究成果。尽我所知，除了文中特别加扭标注和致谢的地方外－＇论文中不包含其他人己经发衷或撰写的研究成果。与我同Ｘ作的同志对了明确的说明并农－Ｗ本研究所做的贡献均已在论文中做了谢意。：養Ｘ作者签名；致奔曰期球、大连大学学位

2、论文版权使用授权书＂＂本学位论文作者及指导教师完全了解大连大学硕±学位论文版权使用规定，同意大连大学保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论义被查阅和借阅。本人授权大连大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进。行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文作者签名：漱汝爺雜薇４八导师签名：三口（（年＾月三曰分类号密级UDC编号大连大学硕士学位论文论文题目基于改进入侵杂草算法的DNA编码研究姓名杨改静学科、专业控制科学与工程指导教师张强教授年级2013级论文答辩日期2016年5月23日Master'

3、sDegreeDissertationTitle:DNACodingResearchBasedonImprovedIWOAlgorithmM.S.candidate:GaijingYangAdvisor:Prof.QiangZhangFieldofresearch:DNAcomputingDateofdefence:May-23rd-2016Chairmanofdefencecommittee:Prof.XiaopengSunDegreeawardedby:DalianUniversity大连大学硕士研究生学位论文摘要随着电子技术的发展，电子计算机越来越无法满足人类的需求，而与此同

4、时，生物技术飞速发展，DNA计算这一新型计算模式便应运而生。DNA分子及生物酶是DNA计算的物质基础，生化反应是实现该计算的重要手段。DNA计算的出现引起了各国学者的广泛关注。很多科研工作者已经利用其高度并行性、海量存储、耗能低和资源丰富等优势成功地解决了一些NP困难问题，如Hamilton回路问题、最大团问题等。DNA编码在DNA计算中充当着重要的角色，编码的质量和数量对计算的精确度和效率有直接影响。为了使DNA计算更加可靠，大量的研究工作集中在DNA编码问题。本文将着重于提高编码质量，以避免计算过程中不必要的杂交反应的发生。主要工作有：(1)参考相关文献，认真分析影响DNA编码

5、的因素，并对现有研究工作中涉及的主要约束条件(连续性约束、发夹结构约束、相似性约束、H-measure约束、GC含量、解链温度)进行总结。建立了一套基于上述约束条件的多目标评价体系来评价DNA编码的好坏，并给出了具体的函数实现。(2)提出了一种基于小生境排挤机制的入侵杂草算法的DNA编码序列优化方法(简称NCIWO)。采用入侵杂草优化算法，并将小生境排挤机制应用到算法中来解决多目标优化问题。同时，对传统入侵杂草优化算法中的空间扩散部分进行改进，并设计出NCIWO的具体实现。结果证明，该算法是可行的且有效的。(3)提出了解决DNA编码优化问题的多目标入侵杂草智能算法(简称MA_IWO

6、)。将非支配排序与入侵杂草算法结合构成多目标入侵杂草算法，并将自适应引入到入侵杂草算法中的生长繁殖阶段，使每一代中的每个个体的标准差都能够根据其适应度值大小自适应的进行变化。设计出MA_IWO的具体实现，生成的DNA序列的质量明显优于前人的结果。关键词：DNA计算；DNA编码；约束条件；入侵杂草算法-I-大连大学硕士研究生学位论文DNACodingResearchBasedonImprovedIWOAlgorithmAbstractWiththedevelopmentofelectronictechnology,electroniccomputerhasbecomeincreasi

7、nglyunabletomeethumanneeds,atthesametime,biologicaltechnologyisrapidlydeveloping.DNAcomputingwhichisthenewcomputationmodelemergesasthetimesrequire.DNAmoleculesandsomerelatedbiologicalenzymesarethebasicmaterialsoftheDNAcomputing,andbioch