生物計算機以什麼作為數據

㈠ 生物計算機的簡介

生物計算機是以核酸分子作為「數據」，以生物酶及生物操作作為信息處理工具的一種新穎的計算機模型。生物計算的早期構想始於1959年，諾貝爾獎獲得者Feynman提出利用分子尺度研製計算機；20世紀70年代以來，人們發現脫氧核糖核酸(DNA)處在不同的狀態下，可產生有信息和無信息的變化。科學家們發現生物元件可以實現邏輯電路中的0與1、晶體管的通導或截止、電壓的高或低、脈沖信號的有或無等等。經過特殊培養後製成的生物晶元可作為一種新型高速計算機的集成電路。1994年，圖靈獎獲得者Adleman提出基於生化反應機理的DNA計算模型；在生物計算機方面突破性工作是北京大學在2007年提出的並行型DNA計算模型，將具有61個頂點的一個3-色圖的所有48個3-著色全部求解出來，其演算法復雜度為，而此搜索次數，即使是當今最快的超級電子計算機，也需要13 217年方能完成，該結果似乎預示著生物計算機時代即將來臨。
其主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元。生物晶元比硅晶元上的電子元件要小很多，而且生物晶元本身具有天然獨特的立體化結構，其密度要比平面型的硅集成電路高五個數量級。讓幾萬億個DNA分子在某種酶的作用下進行化學反應就能使生物計算機同時運行幾十億次。生物計算機晶元本身還具有並行處理的功能，其運算速度要比當今最新一代的計算機更快。生物晶元一旦出現故障，可以進行自我修復，所以具有自愈能力。生物計算機具有生物活性，能夠和人體的組織有機地結合起來，尤其是能夠與大腦和神經系統相連。這樣，生物計算機就可直接接受大腦的綜合指揮，成為人腦的輔助裝置或擴充部分，並能由人體細胞吸收營養補充能量，因而不需要外界能源。它將成為能植入人體內，成為幫助人類學習、思考、創造、發明的最理想的夥伴。另外，由於生物晶元內流動電子間碰撞的可能極小，幾乎不存在電阻，所以生物計算機的能耗極小。

㈡ 生物計算機是馮諾依曼計算機嗎

1. 生物計算機並非遵循馮諾依曼計算機架構。
2. 生物計算機採用核酸分子作為信息載體，並通過生化反應執行計算和信息傳遞。
3. 盡管生物計算機的底層原理與馮諾依曼結構相符，即通過生物原件模擬邏輯電路中的0和1，但它在實現方式上與傳統的馮諾依曼計算機存在差異。
4. 類腦計算機則是模擬人腦神經網路結構，通過大數據和深度學習訓練以提升智能，其目的在於使機器的功能接近人腦，這種模式明顯有別於馮諾依曼結構。