تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏

تعداد صفحات: 8 فرمت فایل: word کد فایل: 15031
سال: مشخص نشده مقطع: مشخص نشده دسته بندی: زیست شناسی
قیمت قدیم:۷,۰۰۰ تومان
قیمت: ۴,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏

     

    مطابق قانون مور (1(Moor Law هر 18 ماه، تعداد قطعات الکترونیکى موجود در تراشه ‏هاى کامپیوترى (Chip) دو برابر می‏شود و سرعت نیز چند برابر افزایش می‏یابد. از طرفى هر روز شاهد کوچک‏تر شدن وسایل الکترونیکى هستیم؛ اما بالاخره سرعت فیزیکى و کوچک‏سازى براى ریزپردازنده‏ هاى (Microprocessor) سیلیکونى (نیمه‏هادى به کار رفته در ساخت مدارهاى الکترونیکى) به پایان خواهد رسید؛ به طورى که از نظر ساخت کارخانه‏اى با مشکل روبه‏رو خواهیم شد.
    تراشه‏سازان، سال‏هاست که به دنبال جای‏گزینى براى سیلیکون هستند که این جای‏گزینى، همان مولکول DNA موجود در سلول‏هاى ارگانیسم زنده است؛ منبعى فراوان و ارزان که بر خلاف مواد سمى ریزپردازنده‏هاى رایج، از نظر مسائل زیست محیطى، منبعى پاک محسوب می‏شود.
    از طرفى مطابق نظریه دانیل ایلى، مولکول DNA همانند یک سیم مولکولى، هادى جریان
    الکترون‏هاست.
    DNA چیست و چه ارتباطى با سیستم‏ هاى کامپیوترى دارد؟
    همان گونه که اشاره شد، آدلمان، ریاضی‏دان و دانشمند علوم کامپیوتر، با مطالعه کتاب بیولوژى
    مولکولى واتسون و بررسى ساختار DNA در مدل واتسون - کریک (آوریل‏1953م.) توانست به عمل‏کرد مشابه مولکول DNA و سیستم‏هاى کامپیوترى پى ببرد.
    نکات برجسته مدل واتسون - کریک را در عبارات زیر می‏توان خلاصه کرد:
    1. مولکول 2 DNA مارپیچى دوگانه است و براى تجسم این مارپیچ، «ستون فقرات» متناوبى از گروه‏هاى فسفات و قند را در نظر بگیرید که حول یک استوانه فرضى بلند، پیچیده شده باشد؛ این یکى از رشته‏هاى مارپیچ دوگانه است.
    در مارپیچ DNA، دو رشته وجود دارد که توسط بازهایى که بیرون از رشته‏ها به سمت مولکول قرار دارند، با تشکیل پیوندهاى شیمیایى ضعیف یکدیگر را نگه می‏دارند.
    2. در DNA، چهار نوع نوکلئوتید (واحد ساختارى DNA)وجود دارد که عبارتند از آدنین(A)، تیمین(T)، سیتوزین(C) وگوانین(G).
    بر طبق مدل مذکور، میزان آدنین و تیمین برابر است؛ زیرا بازهاى آدنین در یکى از دو رشته،
    همیشه به تیمین رشته مقابل می‏پیوندد. به طور مشابهى میزان گوانین با سیتوزین نیز
    برابر است؛ زیرا دو باز در مولکول DNA، همواره به هم پیوند می‏خورند. از این‏رو، اگر دو رشته
    مولکول DNA با شکستن پیوندهاى بین بازها جدا شوند، هر رشته تمام اطلاعات لازم جهت سنتز رشته مقابل را فراهم می‏کند.
    توانایى خود همانندسازى DNA، قابلیتى است که هر مولکول فرضى به عنوان ماده ژنتیکى باید آن را داشته باشد. DNA نیز این گونه است؛ به طورى که با جدا شدن هر دو رشته مارپیچ از هم و سپس الگو قرار دادن هر رشته براى سنتز رشته جدید، همانندسازى می‏کند. مهم‏تر این‏که مدل واتسون - کریک نشان داد که اطلاعات ژنتیکى به نحوى در ردیف بازهاى مولکول DNA رمزشده است؛ درست و همانند آن چه که در کامپیوترها اتفاق می‏افتد؛ یعنى ذخیره
    داده‏ها به صورت رشته‏هاى دودویى (Binary) متشکل از دو رقم 0 و 1 می‏باشد.
    یک رقم دودویى، بیت (Bit) خوانده می‏شود. اطلاعات در کامپیوترهاى دیجیتال، به وسیله گروه‏هایى از بیت نشان داده می‏شوند. با استفاده از تکنیک‏هاى کدگذارى، بیت‏ها نه تنها براى نمایش اعداد دودویى، بلکه براى سایر سمبل‏هاى گسسته، همچون ارقام ده‏دهى و یا حروف الفبا نیز به کار برده می‏شوند.
    با استفاده صحیح از مجموعه‏هاى دودویى و به کارگیرى روش‏هاى مختلف کدگذارى، می‏توان
    گروه‏هاى بیت‏ها را براى ساخت مجموعه‏هاى کامل دستورالعمل‏ها جهت انجام محاسبات به کار
    برد. در مباحث علوم کامپیوتر، داده‏ها را به طرق مختلفى سازماندهى می‏کنند. مدل منطقى یا ریاضى یک سازمان معین براى داده‏ها را اصطلاحاً ساختمان داده‏ها می‏نامند. ساختمان داده‏ها، در واقع به گونه‏اى است که می‏توان داده‏ها را در چارچوب آن ساختمان پردازش نمود.
    جالب است بدانیم که یک رشته DNA رمزگذارى شده با چهار باز A, T, C, G و با فاصله‏اى حدود 35/0 نانومترى نوکلئوتیدها از هم، یک ساختمان داده‏اى منحصر به فرد است.
    از سویى دیگر، تراکم داده‏اى DNA یا همان حجم اطلاعاتى که می‏تواند در خود نگه دارد، در
    مقایسه با کامپیوترهاى امروزى، فوق‏العاده است. این در حالى است که بیش از 10 تریلیون مولکول DNA در یک سانتی‏متر مکعب (06/0 اینچ مکعب) جاى می‏گیرد. با این حجم از DNA می‏توان 10 ترا بایت (1000 گیگا بایت) اطلاعات را ذخیره نمود و 10 تریلیون محاسبه را در یک لحظه به انجام رساند. همچنین یک گرم DNA خشک که تقریباً به اندازه نصف یک حبه قند است می‏تواند اطلاعات یک تریلیون CD را در خود ذخیره کند. تراکم مؤثر DNA حدود 100000 بار،
    بیشتر از هارد دیسک‏هاى مدرن است.
    آدلمان با استعدادى که داشت، پى برد که DNA در طبیعت، همانند ماشین تورینگ عمل می‏کند.
    ماشین تورینگ که به یاد ریاضی‏دان انگلیسى Alan Turing نام‏گذارى شده است، یک آتاماتون است و آتاماتون یک مدل انتزاعى از کامپیوتر می‏باشد. حافظه موقت ماشین تورینگ، نوار است. این نوار به سلول‏هایى تقسیم شده است که هر یک از آنها قادر به نگه‏دارى یک علامت است.
    در ارتباط با نوار، یک هد خواندن و نوشتن وجود دارد که می‏تواند به راست و چپ حرکت کند و در هر حرکت، یک علامت بخواند. ماشین تورینگ، فایل ورودى و یا مکانیزم خروجى مشخصى ندارد. هر نوع ورودى و یا خروجى، به واسطه نوار انجام می‏شود و داشتن فایل ورودى و خروجى، تغییرى در نتیجه به وجود نمی‏آورد.
     

     

     

    طبق ایده آدلمان و تحقیقات گسترده پروفسور 3 shapiro، مولکول DNA همانند ماشین تورینگ، اطلاعات را پردازش کرده، آنها را به صورت یک توالى یا فهرستى از علائم، ذخیره می‏کند. از این رو، دانشمندان براى ساخت نانوکامپیوتر در پى جای‏گزینى ریزپردازنده‏هاى سیلیکونى با
    مولکول DNA هستند.
    نانوکامپیوتر، عبارت است از یک کامپیوتر با مدارهاى بسیار کوچک که تنها توسط یک میکروسکوپ
    دیده می‏شوند. نانوکامپیوترها می‏توانند به صورت‏هاى زیر طراحى شوند:
    الکترونیکى؛ که در آن از فنّاورى نانوتکنولوژى براى ساخت مدارهاى میکروسکوپى استفاده می‏شود.
    ارگانیک یا بیوشیمیایى؛ همانند کامپیوترهاى DNA. کوانتومى؛ کامپیوترهاى کوانتومی.
    نانوکامپیوترها با موادى در ابعاد مولکولى سر و کار دارند و نویدبخش ساخت کامپیوترهاى بسیار
    کوچک و سریع‏تر هستند. از سرى کامپیوترهاى در ابعاد نانو، کامپیوترهاى DNA می‏باشند که ترکیبى
    از مولکول DNA به همراه آنزیم‏هاى پردازش مولکول و چند قطره آب می‏باشند. ورودى، خروجى و برنامه نرم‏افزارى ماشین مذکور، همگى از مولکول DNA ساخته شده‏اند. در طبیعت آنزیم‏هایى وجود دارد که مولکول DNA را \\"cut\\" می‏کنند. آنزیم‏هایى هستند که عمل \\"paste\\" انجام می‏دهند و آنزیم‏هایى براى \\"copy\\" و نیز آنزیم‏هایى براى تعمیر \\"repair\\" مولکول
    DNA وجود دارند و حتى چیزى فراتر از اینها و هماÙ! †ند یک واحد پردازش مرکزى کامپیوتر (CPU) وجود دارد که داراى یک سرى از اعمال پایه، نظیر عملیات جمع (4(add، انتقال بیتى (bit-shifting) و عمل‏گرهاى منطقى (AND-OR-NOT-NOR) است که به ما اجازه بسیارى از محاسبات
    پیچیده را می‏دهند. نکته حائز اهمیت این است که اعمال فوق، تنها در یک لحظه و به صورت موازى صورت می‏گیرد.

    اطلاعات وراثتی جانداران بجزء ویروس های RNA را در مولکول DNA و در ساختار ویژه ای از این مولکول که آن را ژن می نامند نهفته است. اگر بخواهیم تعریفی از ژن داشته باشیم با توجه به کتاب زیست شناسی و آزمایشگاه (2) می توان گفت؛ ژن بخشی از مولکول DNA است که موجب سنتز پروتئین یا RNA می شود. البته این تعریف خالی از اشکال نیست. زیرا بعضی از ویروس ها دارای RNA هستند. همچنین بعضی از ژن ها اثر تنظیمی برژنهای دیگر داشته و از آنها RNA یا پروتئین سنتز نمی شود. بنابراین بهترین تعریف ژن بدین صورت می باشد: بخشی ازنوکلئیک اسید است که به عنوان یک واحد عمل کننده کار می کند. 

  • فهرست و منابع تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏

    فهرست:

    ندارد.
     

    منبع:

    ندارد.

تحقیق در مورد تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , مقاله در مورد تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , تحقیق دانشجویی در مورد تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , مقاله دانشجویی در مورد تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , تحقیق درباره تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , مقاله درباره تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , تحقیقات دانش آموزی در مورد تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , مقالات دانش آموزی در مورد تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏ , موضوع انشا در مورد تحقیق مقاله DNA جای‏گزینى براى سیلیکون‏
ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت