计算机生物
用生物芯片制造的计算机就是生物计算机。所谓生物芯片就是指用蛋白质分子作元件制造成的集成电路,因此也有人称生物计算机为蛋白质计算机、下一代计算机。
生物计算机的外部用一种非常薄的玻璃膜制成,内装精巧的晶格,晶格里安放生物芯片。由生物芯片组成的生物集成块完成计算机主体工作。这种计算机有着广阔的发展前景,因为它有很多优点:
第一、体积小。1平方毫米芯片可容纳数亿个电路,芯片密集度可达到每平方厘米1015~1016个,生物计算机的体积可缩小至现在计算机的103~105分之一。
第二、存储容量大。生物计算机一个存储点只有一个分子大小,所以生物计算机的存储容量可达到普通计算机的10亿倍。
第三、运算速度快。科学家估计,蛋白质集成电路大小是硅片集成电路的千分之一,甚至达到十万分之一,而运算一次只需要10-11秒,仅为目前集成电路的运算时间的万分之一。生物计算机运算比现在计算机快多了。生物计算机元件的密度比人脑神经细胞的密度高100万倍。
第四、散热快。生物芯片中传递信息时,由于受到的阻抗低,耗能低,仅相当于一般计算机的十亿分之一,所以容易散热。
第五、可靠性高。生物计算机一个重要特点就是具有自我组织自我修复功能,它若与人脑结合起来,听从人脑指挥,就可以具有更高的性能。生物计算机可以用基因工程方法进行生产制造,成本相当低。
Ⅱ 什么是生物计算机
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效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最新一代的计算机快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
Ⅲ 什么是生物计算机
用生物芯片制造的计算机就是生物计算机。所谓生物芯片就是指用蛋白质分子作元件制造成的集成电路,因此也有人称生物计算机为蛋白质计算机、下一代计算机。
生物计算机的外部用一种非常薄的玻璃膜制成,内装精巧的晶格,晶格里安放生物芯片。由生物芯片组成的生物集成块完成计算机主体工作。这种计算机有着广阔的发展前景,因为它有很多优点:
第一、体积小。1平方毫米芯片可容纳数亿个电路,芯片密集度可达到每平方厘米1015~1016个,生物计算机的体积可缩小至现在计算机的103~105分之一。
第二、存储容量大。生物计算机一个存储点只有一个分子大小,所以生物计算机的存储容量可达到普通计算机的10亿倍。
第三、运算速度快。科学家估计,蛋白质集成电路大小是硅片集成电路的千分之一,甚至达到十万分之一,而运算一次只需要10-11秒,仅为目前集成电路的运算时间的万分之一。生物计算机运算比现在计算机快多了。生物计算机元件的密度比人脑神经细胞的密度高100万倍。
第四、散热快。生物芯片中传递信息时,由于受到的阻抗低,耗能低,仅相当于一般计算机的十亿分之一,所以容易散热。
第五、可靠性高。生物计算机一个重要特点就是具有自我组织自我修复功能,它若与人脑结合起来,听从人脑指挥,就可以具有更高的性能。生物计算机可以用基因工程方法进行生产制造,成本相当低。
二十世纪八十年代初,美国海军科研实验室研究工作出现了“生物计算机机热”。1984年,日本开始研究生物计算机,每年经费高达80亿日元,到1985年,把这一研究列为国家重点开发计划。1987年,英国拨款3000万英镑,用于进行生物计算机研究。
科学家利用蛋白质制造出“开关装置”,并且已确定,可以利用细胞色素C、细菌视紫红质、遗传基因分子、导电聚合物等蛋白质制造生物芯片。美国科技人员已率先研究出用于生物计算机的分子电路,它由有机物质的分子组成。由分子导线组成的显微电路,其大小仅为现代计算机电路的千分之一。
由于生物计算机有些关键技术还存在许多问题没有解决,因此科学家预测,估计要到2015年左右,生物计算机才能广泛应用。
Ⅳ 生物计算机
本报记者张东操
生物电脑最终会促使电脑与人脑的融合。目前最新一代实验计算机正在模拟人类的大脑。英国剑桥大学研究发现了“生物电路”,一些蛋白质的主要功能不是构成生物的某些结构,而是用于传输和处理信息。人们正努力寻找神经原与硅芯片之间的相似处,研制基于神经网络的计算机。尽管目前研制出来的最先进的神经网络拥有的智力还非常有限,但大多数科学家认为,仿生计算机是未来发展之路。国外有科学家预言,到2020年,运算速度更快的生物将取代硅芯片。
中国科学院计算机研究所的专家胡伟武告诉记者,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。按照目前的速度,计算机发展遵循的“摩尔定律”(每18个月芯片速度翻一番,价格降低一半)将在2007年失效。生物技术与计算机技术联姻的生物电脑成为计算机发展的一个新的突破口。
生物电脑就是利用生物分子代替硅,实现更大规模的高度集成。
传统计算机的芯片是用半导体材料制成的,1毫米见方的硅片上最多不能超过25万个。而生物芯片上生物计算机的元件密度比人的神经密度还要高100万倍,传递信息的速度也比人脑的思维速度快100万倍。
生物电脑的另一个显著特点就是存储量极大。单个的细菌细胞,大小只有1微米见方,与一个硅晶体管的尺寸差不多,但是却能成为容纳超过1M字节的DNA存储器。生物芯片快捷而准确,可以直接接受人脑的指挥,成为人脑的外延或扩充部分,它以从人体细胞吸收营养的方式来补充能量。
生物电脑将能用来改善和增强人的记忆力。英国电信研究所所长科克伦甚至感慨道:“想想拥有一个真正快速处理数据和记忆的大脑吧,它不会曲解,不会老化。我们将不会忘掉任何东西,也可以加工一切信息……”
生物计算机能够如同人脑那样进行思维、推理,能认识文字、图形,能理解人的语言,因而可以成为人们生活中最好的伙伴,担任各种工作,如可应用于通讯设备、卫星导航、工业控制领域,发挥它重要的作用。美国贝尔实验室生物计算机部的物理学家们正在研制由芯片构成的人造耳朵和人造视网膜,这项技术的成功有望使聋盲人康复。
生物电脑的成熟应用还需要一段时间,但是目前科学家已研制出生物电脑的主要部件———生物芯片。美国明尼苏达州立大学已经研制成世界上第一个“分子电路”,由“分子导线”组成的显微电路只有目前计算机电路的千分之一。
Ⅳ 生物信息学与计算机生物学有什么区别和联系
生物信息学与计算机生物学有什么区别和联系
严格来说,生物信息对数学的要求很高,但高到什么程度就要看具体工作了。
一般我在网上看到说生物信息简单的都是公司里做测序跑流程的杂鱼,这些人对他手上的工作完全不懂原理。好在一般生物信息软件开发第一条就是保证不懂电脑的科研人员也能适应,所以傻瓜型的居多。
然而数学不行对于做生物信息研究的人是极大的瓶颈,因为最了不起的生物信息领域都落在数学,物理,化学上了,你看到的所有应用其实都是这些领域的理论应用在了生物领域。于是乎,纯生物领域的研究人员对生物信息的理论知识几乎一窍不通,非傻瓜型的软件,尤其是要自己设定大量参数的软件对他们来说几乎是无法适应的。因为你会发现那些软件里面所有的参数你都没有听说过,查到文献全是数学公式,每一个能看得懂。
还说了这么多,最后告诉你数学是很重要的,即使你不打断进入开发领域,也能保证你未来的工作顺利。至于要看什么,就要看你未来的具体工作方向,不同方向的理论背景可能是完全不一样的,所以到你有具体工作的时候在讨论比较好。
Ⅵ 有没有一个专业跟生物和计算机有关
这三个专业你看看吧,希望对你有帮助!!!
anyway,希望你可以有一个光辉的前程!!!
加油,祝福你。。。
生物医学工程专业。该专业属于以生物医学、电子技术和信息处理技术为依托的交叉学科,侧重于信息科学、计算机科学在生物医学领域中的应用,培养学生深入掌握电子技术、计算机技术、信息处理理论和实验技能。在校期间主要学习程序设计语言、电路分析、模拟电子电路、脉冲与数字电路、信号与系统、信号处理、医学图像处理、医用传感器、生理学、生理电子学、计算机组成原理、计算机接口技术、计算机网络、数据结构、数据库原理及应用等技术基础课。毕业生将从事生物医学工程领域中诊断、测试之新理论、新方法及新设备的发现、开发与研制,同时也能从事电子设备的维护、使用和计算机硬、软件的开发及管理工作。
http://www.eol.cn/article/20010101/3041620.shtml
生物信息学专业
生物信息学是生命科学、计算机科学和信息科学等多学科交叉的新兴学科。
http://www2.sjtu.e.cn/newweb/chinese/Web4/underg/school8.htm
生物计算机是以生物界处理问题的方式为模型的计算机。目前主要有:生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿生算法、生物化学反应算法等几种类型。
http://www.bbioo.com/blife/2007/15893.htm
Ⅶ 生物计算机发展到什么样了
当今生物计算机发展非常活跃,不远的未来,生物计算机将能够开发其自身的“语言,”实现 4 进制编码,还可以与生命系统相 融合,完成更多目前电子计算机所不能完成的任务。
1983 年美国提出了生物计算机的概念。此后,各个发达国家开始研制生物计算机。 生物学家将仿生学运用到生物计算机领 域,产生了生物化学分子构架生物计算机的观点。
生物计算机的研究方向主要分两类:一是分子计算机,即制造有机分子元件去代替传统的半导体元件;二是进一步将人脑的 结构、思维规律与人工智能相结合,构想出生物计算机结构。生物计算机所研究的内容还包括:生物分子或超分子芯片;与生物现 象类比的自动机模式;以生物智能为基础的仿生算法、可控生化反应的生物化学算法DNA 计算机、采用各种生物化学技术实现、的 细胞计算机等等。生物计算机研究方向中最关键的一环是寻找关键 DNA,DNA是控制生命的最终核心 ,并且能储存巨大信息,因 [4]此寻找或人工制造符合计算机需求的 DNA 是此领域的一个关键。
Ⅷ 计算机技术和生物学有什么关系
信息技术和生物技术都是高新技术,二者在新经济中并非此消彼长的关系,而是相辅相成,共同推进经济的快速发展。
1.生物技术的发展需要信息技术支撑
(1)信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中,计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。如今,我们很难将生物技术的进步与高性能计算领域的发展割裂开来。今后,越来越多的具有强大功能的计算机和软件将会被用来搜集、存储、分析、模拟和发布信息。
信息技术还有助于加强生物技术领域的各种数据库管理、信息传递、检索和资源共享等。另一个仅次于基因排序器、在生物技术领域引起关注的硬件是基因芯片,它的研制也非常依赖于信息技术。
(2)生物技术发展需要特定软件技术的支持。生物技术及其产业的发展对于生物技术类软件的需求将进一步增加,软件技术将成为支撑生物技术及其产业发展的关键力量之一。在生物技术各领域中均需要相应的专业软件来支撑:1) 各类生物技术数据库的构建需要性能优良、更新换代迅速的软件技术;2) 核酸低级结构分析、引物设计、质粒绘图、序列分析、蛋白质低级结构分析、生化反应模拟等等也需要相应的软件及其技术支撑;3) 加强生物安全管理与生物信息安全管理也离不开软件及其技术发展的支持。
2.生物技术为信息技术发展开辟了新的道路
(1)生物技术推动超级计算机产业的发展。随着人类基因组计划各项任务的完成,有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对如此巨大而复杂的数据,只有运用计算机进行数据管理、控制误差、加速分析过程,使得人类最终能够从中受益。然而要完成这些过程,并非一般的计算机力所能及,而需要具有超级计算能力的计算机。因此,生物技术的发展将对信息技术提出更高的需求,从而推动信息产业的发展。
(2)生物技术将从根本上突破计算机的物理极限。目前使用的计算机是以硅芯片为基础,由于受到物理空间的限制、面临耗能和散热等问题,将不可避免地遭遇发展极限,要取得大的突破,需要依赖于新材料的革新。
可以说,生物科技(生物技术)与信息科技(信息技术)的融合,才是世界经济市场的未来。
Ⅸ 计算机在生物学方面的应用有哪些
计算机所能做的就是大量的繁琐的运算,只是帮人们解决公式化的问题。比如DNA的破解。倒是生物对计算机有很大帮助,下一代智能化计算机就有向生物计算机方向的发展。
Ⅹ 生物计算机历史
被称为第六代计算机的生物计算机,其主要原材料是借助生物工程技术(特别是蛋白质工程)生产的蛋白质分子,以它作为生物集成电路——生物芯片。在生物芯片中,信息以波的形式传递。当波沿着蛋白质分子链传播时,会引起蛋白质分子链中单链、双键结构顺序的改变。因此,当一列波传播到分子链的某一部位时,它们就像硅集成电路中的载流子(电流的载体叫做载流子)那样传递信息。由于蛋白质分子比硅芯片上的电子元件要小得多,彼此相距很近很近,因此,生物元件可小到几十亿分之一米,元件的密集度可达每平方厘米10~100万亿个,甚至1000万亿个门电路。
生物计算的早期构想始于1959年,诺贝尔奖获得者Feynman提出利用分子尺度研制计算机;
20世纪70年代以来,人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处在不同的状态下,可产生有信息和无信息的变化。科学家们发现生物元件可以实现逻辑电路中的0与1、晶体管的通导或截止、电压的高或低、脉冲信号的有或无等等。经过特殊培养后制成的生物芯片可作为一种新型高速计算机的集成电路。
1994年,图灵奖获得者Adleman提出基于生化反应机理的DNA计算模型;
在生物计算机方面突破性工作是北京大学在2007年提出的并行型DNA计算模型,将具有61个顶点的一个3-色图的所有48个3-着色全部求解出来,其算法复杂度为,而此搜索次数,即使是当今最快的超级电子计算机,也需要13217年方能完成,该结果似乎预示着生物计算机时代即将来临。