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模型基于DNA计算图聚类算法和运用期刊

收藏本文 2024-02-21 点赞:21528 浏览:95707 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:聚类顾名思义就是将性质相似、属性相近的对象聚合到一起。它是数据挖掘、方式识别等探讨中不可或缺的组成部分,能为许多探讨提供支持。聚类浅析目的是将表面看似毫无规律的事物进行归类,便于人们更好的认识它们,浅析它们的内在性质,掌握本质的归律。图聚类是聚类中基本的信息处理策略之一,主要探讨对象为网络图,以Internet到WWW,以大型电力网络到全球交通网络,以生物体中的大脑到各种新陈代谢网络,以科研合作网络到各种经济、政治、社会网络等。DNA计算,又叫做生物分子计算,其信息载体是DNA分子,通过生化实验借助生物酶的作用实现对DNA分子的操作,以而完成对信息的处理及不足的求解的一种全新模型。它以其高度的并行性为许多学者所青睐,对于解决图聚类不足有很好的效果。本论文重点介绍了图聚类的背景知识及相关算法、DNA计算的基本原理和相关模型、DNA计算与图聚类相结合的基本思想和算法。首先介绍了图聚类涉及的基本不足:相关定义、聚类标准,然后介绍了图聚类的主要算法:最大流算法、层次聚类算法与最小树算法等。针对DNA计算,介绍了DNA计算的背景知识、生物原理、特点及计算模型。最后将多种DNA模型运用到图聚类中,与图聚类算法相结合,使图聚类算法的准确性得到提升,并通过算例证明其可行性。本论文第四章中,提供了利用DNA两阶段法求最小切以而进行图浅析的新思路。在利用两阶段算法前,首先根据一定的规则对给定图进行构造,使其适合利用DNA两阶段算法。在两阶段算法中,利用DNA编码技术编码图中顶点和边。经过生化反应生成关于构造图以选定源节点到槽节点的所有路径,再利用电子计算求出关于给定源节点和槽节点的最小切,以而完成对图的划分,然后迭代执行两阶段算法直到获得满意的聚类数目为止。给出了算法的证明,说明了算法的可行性。本论文第五章中,针对图聚类介数算法中广度优先搜索聚类结果不精确等缺陷,通过对闭环DNA模型及其运用等方面的探讨,将其运用在图聚类介数算法中。文章首先利用闭环DNA模型准确、快速的得到构造图以任意节点到所有节点的最短路径,得到最短路径树,同时该算法还可以直接得到最短路径树中每条边的介数,最后通过每次移除介数最大的边进行聚类,并通过算例证明了算法的可行性。本论文第六章中,将DNA计算粘贴模型运用到最小生成树算法中,利用生化实验求得代表最小生成树的DNA编码混合物,然后利用探针提取出最小生成树中权值最大边的DNA编码片段,最后通过对最终产物的检测得到最终的聚类结果。关键词:图聚类论文DNA计算论文Adleman模型论文闭环DNA模型论文粘贴模型论文

    摘要7-9

    Abstract9-11

    第一章 绪论11-18

    1.1 探讨背景和作用11-13

    1.1.1 探讨背景11-12

    1.1.2 探讨的作用12-13

    1.2 国内外的探讨近况13-15

    1.2.1 图聚类13-14

    1.2.2 DNA 计算14-15

    1.3 本论文主要探讨内容15-16

    1.3.1 图聚类和 DNA 计算的相关论述概述15

    1.3.2 基于 Adleman 模型的 DNA 计算在图聚类中的运用15

    1.3.3 基于改善闭环 DNA 模型的介数算法在图聚类中的运用15-16

    1.3.4 基于改善 DNA 粘贴模型的算法在图聚类中的运用16

    1.4 本论文的革新点16

    1.5 本论文的组织结构16-18

    第二章 图聚类相关论述18-31

    2.1 图论18-22

    2.2 可取的簇性质22-23

    2.3 识别簇的策略23-25

    2.4 图聚类算法25-31

    2.4.1 Kernighan-Lin 算法25-26

    2.4.2 谱平分法26

    2.4.3 电压和电势法26-27

    2.4.4 基于 Normal 矩阵的谱平分法27-28

    2.4.5 GN 算法28-29

    2.4.6 结合谱浅析的凝聚算法29-31

    第三章 DNA 计算31-36

    3.1 DNA 计算基本概念和原理31-33

    3.1.1 DNA 分子的结构31-32

    3.1.2 DNA 操作技术32

    3.1.3 DNA 计算的机理32-33

    3.2 DNA 计算模型33-36

    3.2.1 双链DNA 计算模型33-34

    3.2.2 粘贴模型34

    3.2.3 闭环 DNA 计算模型34-36

    第四章 基于 DNA 计算的最大流算法在图聚类上的运用36-45

    4.1 最大流算法背景知识36-37

    4.1.1 最大流和最小切36

    4.1.2 最大流算法探讨近况36-37

    4.1.3 基于 Adleman 模型的最大流算法的基本思想37

    4.2 无向图的聚类策略37-40

    4.2.1 构造适合于运用最大流算法的网络图37-38

    4.2.2 改善的 DNA 两阶段算法流程38-40

    4.3 有向图的聚类策略40-41

    4.3.1 构造适合于运用最大流算法的网络图40-41

    4.3.2 算法的流程41

    4.4 算法的生化实验操作41-42

    4.5 算例42-44

    4.6 本章小结44-45

    第五章 基于闭环 DNA 计算的 GN 算法的探讨45-54

    5.1 GN 算法45

    5.1.1 GN 算法的基本思想45

    5.1.2 GN 算法中边介数的计算策略45

    5.2 闭环 DNA 模型及其基本的生化实验操作45-47

    5.2.1 推广的最短路不足的闭环 DNA 计算模型45-46

    5.2.2 推广的闭环 DNA 生化试验46-47

    5.3 基于推广的闭环 DNA 计算的 GN 算法的流程47-50

    5.3.1 算法的基本思想47

    5.3.2 算法描述47-50

    5.4 算例50-53

    5.5 本章小结53-54

    第六章 基于改善 DNA 粘贴模型的算法在图聚类中的运用54-63

    6.1 粘贴模型及其改善54-56

    6.1.1 基本的粘贴模型54

    6.1.2 粘贴计算54-55

    6.1.3 粘贴模型的四种基本生物操作55

    6.1.4 改善的粘贴模型55-56

    6.2 基于改善 DNA 粘贴模型的图聚类算法56-59

    6.2.1 编码存储合成物及分离探针56-57

    6.2.2 算法的生化实验步骤57-59

    6.2.3 聚类操作59

    6.3 仿真实验59-62

    6.4 本章小结62-63

    第七章 总结与展望63-65

    7.1 探讨总结63-64

    7.2 探讨展望64-65

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