一种DNA计算机与电子计算机之间的通信模型

DNA计算机中的选择操作是用来选择编码特定信息的DNA片段。一般是将包含特定模式的探针固定于芯片上,被选择的片段在芯片上与其发生复性(Renaturation)操作,最后固定在芯片上的片段就是选择的片段。复性是变性过程的逆过程,即两条完全互补的单链在适当的条件下恢复到天然双螺旋结构的过程。热变性的DNA一般经过冷却后即可复性。因此,此过程有时也称退火(Annealing)。复性温度一般应该比该DNA的解链温度值低20℃~25℃。

对于选择操作,需要将其解释成以下几个独立的生物操作:操作1:选择固定有特定模式探针的生物芯片;操作2:将被选择的片段在该生物芯片上发生复性反应;操作3:在激光诱导荧光检测仪上通过荧光检测判断选择的结果。图4、图5、图6分别为层次模型下以上操作的流程图。图4　操作1流程图动作1.0应用层:用户在接口程序发出选择操作,例如:选择操作符号1。动作2.0指令解释层:逐条解释生物算法中的每一个描述,将其解释成分子实验室中具体的生物操作,包括反应名称和反应条件,然后将单个的生物操作依次发给编码封装层,待编码封装层返回操作的执行状态后再发下一个生物操作,类似于电子计算机中的指令寄存器。动作3.1编码封装层(第3层操作1):发出选择探针芯片的指令。通过选择可寻址的生物芯片来实现。动作4.1接口层(第4层操作1):电子计算机通过RS232与DNA计算机进行通信。

动作5.1反应层(第5层操作1):无生化反应。动作6.1反馈层(第6层操作1):相应的传感器接收到确认信息,确认该操作1完成,并将反馈信息返回到接口层,接口层反馈到编码封装层,再发下一个操作。动作3.2编码封装层(第3层操作2):发出复性反应的指令。控制相应的温浴仪器先将温度升高到65℃,然后慢慢冷却,降温到20℃。

动作4.2接口层(第4层操作2):电子计算机通过RS232与DNA计算机进行通信。动作5.2反应层(第5层操作2):相应的生化仪器先加热芯片,然后慢慢冷却。动作6.2反馈层(第6层操作2):相应的传感器接收到确认信息,确认该操作2完成,并将确认信息返回到接口层,接口层反馈到编码封装层,再发下一个操作。动作3.3编码封装层(第3层操作3):指示激光诱导荧光生化检测仪工作。　结果优先返回给用户。client request resourcecheck local LDAP Resource-infoif (valid)　reture resultelse　{send QueryAgent to VO Global LDAP Server　query the position if satisfies condition　if (valid){QueryAgent copy itself and move to resource of multi-node　　query local resource of nodereturn resultAgent to local LDAP server}　else　　{send QueryAgent to Global LDAP Server of central domain　　central domain Global LDAP query and confirms the VO of re-source　　central domain send QueryAgent to correlative VO　　return resultAgent to central domain}基于移动Agent的资源发现系统本质上是分布式的,但是与传统的基于RPC方式的分布式应用相比,移动Agent的迁移不需要保持网络的长时间稳定连接,这可大大减轻网络负荷,避免了大量数据的网络传送,从而显着提高系统执行效率和可靠性。4　性能分析

4.1　资源发现效率和资源质量

教育资源中存在着大量的非文本资源。传统的搜索引擎和主题指南无法对视频、音频等多媒体教育资源进行标引和发现,而元数据通过对资源类型的描述,只要用户在资源检索时对资源类型进行限定即可发现它们。

因特网上存在大量教育资源,这些资源的质量参差不齐,传统的搜索引擎和主题指南没法提供一个质量评估机制。而这正是教育元数据的一个特征,它通过提供教育资源使用者的评估来反映不同资源之间的质量差异,有助于用户发现高质量的教育资源。

4.2　动态性和扩展性

在网格系统中,资源节点的信息是动态变化的,为了保证服务的可用性,进行有效资源查找时必须考虑系统中节点的动态变化。

网络层采用Globus MDS来组织和管理底层资源,通过调用虚拟组织Agent中间件部署的Register Agent和Unreg-ister Agent,进行虚拟组织的动态建立并且虚拟组织成员可以随时加入和离开,具有很大的灵活性,实现了动态注册和注销。通过Upgrade Agent,社区节点周期性地向社区管理节点发送更新信息,将变化动态地反馈给虚拟组织中的LDAP服务器。同时,各个虚拟组织VO之间定期将目录服务器上的资源信息通过LDAP的异步远程复制机制更新到虚拟组织中心域中的LDAP中,这样就实现资源信息的动态收集和资源变化的实时反馈。

结束语　该模型采用教育元数据LOM规范来描述教育资源,使用分类元数据的方法,结合移动Agent的自治性、智能性等特点,具有较高的资源发现效率和资源质量、良好的动态性和扩展性,基于类别的虚拟社区划分,使得资源发现限定在所属社区范围内,缩小了搜索空间,减少了资源发现的响应时间,提高了资源发现的效率。

参考文献

1虞惠达,朱庆华.元数据在教育资源发现中的应用[J].中国图书馆学报,2005(2)

2 Fukuda M,Tanaka Y,Suzuk N.A Mobile-Agent-Based PC Grid[A].In: Autonomic Computing Workshop [C]. Seattle, USA:[s.n.],2003.142~150

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