第一百五十一章 深蓝存储(4000字)(4/5)

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  其高存储密度、潜在的低维护成本等优良特性使其成为信息存储的理想替代品”

  “介质存储信息的能力我们用香农信息指数来衡量,由于DNA分子是由脱氧核糖核苷酸单体的线性链组成的异质聚合物。

  每个单体采用四种碱基A、T、C和G中的一种,特定排列(即序列)提供了一定量的信息。

  根据香农信息的定义,单个碱基所能容纳的最大自我信息量(H )为......

  自我信息对碱基分布的依赖性在表1中给出,其中a是“概率分布偏差”,即碱基出现的频率与 的平均频率之间的差异。”

  “对于DNA分子来说,如果四个碱基中的每一个都与自身完全对应,那么H (X|Y)=0,I (X;Y)=2bit/碱基,传输中的平均互信息等于源熵,它给出了传输信息量的上限。

  但是,在写入和读取DNA序列的过程中,信息可能会发生扭曲,导致输入集X和输出集Y不匹配,从而降低了传输过程中的平均互信息。例如,如果每个碱基对应于除自身以外的其他三个碱基的概率为 1/10。

  碱基读数的失真大大降低了 DNA 中信息传输的效用。

  不同传输错误率mi下的平均交互信息(一个碱基被错误地读出为其他三个碱基之一的概率),假设 2 位/碱基输入。平均互信息随输入基础偏差和传输错误率存在一定的关联性。

  我们可以通过某种手段来规避这种错误,完美的发挥DNA分子应有的存储效率。”

  “在DNA中增加存储数据的纠错码。通过存储模型,其中数据集由一组无序的 M 序列表示,每个序列的长度为 L。该模型中的错误是整个序列的丢失和序列内的点错误,例如插入、删除和替换。

  我们在此存储模型中推导出纠错码的可实现基数的 Gilbert-Varshamov 下界和球体上界。

  进一步提出了明确的代码结构,以纠正这种可以有效编码和解码的存储系统中的错误。”

  (上面写的很简单,这是根据《National Sce Review》2020年第7卷的某一期里面关于DNA存储技术的一篇综述改编的,主要做了简化处理。)

  生物存储技术的本质其实就是利用DNA存在四类不同碱基的特性,利用这根链条来存储信息。

  蓝星自主研发的实验室产物,听上去很美好,但是有很多的问题。

  其中最大的问题在于信息的读取和写入,读取还好一点,信息写入DNA分子里相当复杂,这种设备又贵又不好用,普通人你让他往DNA分子里写信息,至少得培训几个月吧。

  别人用个DNA存储还得培训几个月,那我不如用硬盘。

 

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