[发明专利]基于DNA链置换的四输入阶乘加法运算分子电路设计方法

权利要求书

1.一种基于DNA链置换的四输入阶乘加法运算分子电路设计方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：列写出两位二进制数对应的阶乘并进行随机的组合，得到十种两个二进制数阶乘之和的真值表，根据真值表写出布尔逻辑表达式并构建阶乘加法运算电路，利用双轨的思想将阶乘加法运算电路转化为四输入阶乘加法运算双轨逻辑电路；

步骤二：研究基于DNA链置换的反应机制，具有小支点域的DNA单链与相匹配的DNA双链会发生小支点域碱基互补配对反应，置换出DNA输出链，小支点域碱基互补配对反应是自发的、动态的、可级联的可逆反应过程；

步骤三：利用DNA分子设计DNA分子放大门、DNA分子与门、DNA分子或门、DNA分子集成门、DNA分子阈值门、DNA分子报道门，并将步骤二的四输入阶乘加法运算双轨逻辑电路转化为四输入阶乘加法运算分子电路；

步骤四：通过Visual DSD仿真软件验证步骤三构建的四输入阶乘加法运算分子电路存在的十种不同计算模式的输出结果，验证四输入阶乘加法运算分子电路的正确性；

所述双轨的思想将输入信号和输出信号均由一对相反的逻辑信号表示，将输入信号B₂分别由一对输入信号B₂⁰和输入信号B₂¹表示，输入信号B₁分别由一对输入信号B₁⁰和输入信号B₁¹表示，输入信号A₂分别由一对输入信号A₂⁰和输入信号A₂¹表示，输入信号A₁分别由一对输入信号A₁⁰和输入信号A₁¹表示；输出信号Y₄分别由一对输出信号Y₄⁰和输出信号Y₄¹表示，输出信号Y₃分别由一对输出信号Y₃⁰和输出信号Y₃¹表示，输出信号Y₂分别由一对输出信号Y₂⁰和输出信号Y₂¹表示，输出信号Y₁分别由一对输出信号Y₁⁰和输出信号Y₁¹表示；

所述四输入阶乘加法运算双轨逻辑电路的输入信号A₂⁰、B₂⁰、B₁⁰均与三输入或门I相连接，三输入与门I的输出为输出信号Y₄¹；输入信号A₂¹、B₂¹、B₁¹均与三输入与门I相连接，三输入与门I的输出为输出信号Y₄⁰；输入信号A₂¹、A₁¹、B₂⁰、B₁⁰均与四输入或门I相连接，输入信号A₂⁰、A₁⁰、B₂⁰、B₁⁰均与四输入与门I相连接，输入信号A₂¹、A₁⁰、B₂⁰、B₁⁰均与四输入或门II相连接，输入信号A₂⁰、A₁¹、B₂¹、B₁¹均与四输入与门II相连接，输入信号A₂⁰、A₁¹、B₂⁰、B₁¹均与四输入或门III相连接，输入信号A₂¹、A₁⁰、B₂¹、B₁⁰均与四输入与门III相连接，输入信号A₂⁰、A₁⁰、B₂⁰、B₁⁰均与四输入或门IV相连接，输入信号A₂¹、A₁¹、B₂¹、B₁¹均与四输入与门IV相连接，与四输入与门I、与四输入与门II、与四输入与门III和与四输入与门IV均与四输入或门V相连接，四输入或门V的输出为输出信号Y₃¹，与四输入或门I、与四输入或门II、与四输入或门III和与四输入或门IV均与四输入与门V相连接，四输入与门V的输出为输出信号Y₃⁰；输入信号A₂¹、A₁¹、B₂⁰均与三输入或门II相连接，输入信号A₂⁰、A₁⁰、B₂¹均与三输入与门II相连接，输入信号A₂¹、A₁⁰、B₂¹、B₁⁰均与四输入或门VI相连接，输入信号A₂⁰、A₁¹、B₂⁰、B₁¹均与四输入与门VI相连接，输入信号A₂¹、A₁⁰、B₂⁰均与三输入或门III相连接，输入信号A₂⁰、A₁¹、B₂¹均与三输入与门III相连接，三输入与门II、四输入与门VI和三输入与门III均与三输入或门IV相连接，三输入或门IV的输出为输出信号Y₂¹，三输入或门II、四输入或门VI和三输入或门III均与三输入与门IV相连接，三输入与门IV的输出为输出信号Y₂⁰；输入信号A₂¹、A₁¹、B₂¹、B₁⁰均与四输入或门VII相连接，输入信号A₂⁰、A₁⁰、B₂⁰、B₁¹均与四输入与门VII相连接，输入信号A₂¹、A₁⁰、B₂⁰均与三输入或门V相连接，输入信号A₂⁰、A₁¹、B₂¹均与三输入与门V相连接，四输入或门VII和三输入或门V均与二输入与门相连接，二输入与门的输出为输出信号Y₁⁰，四输入与门VII和三输入与门V均与二输入或门相连接，二输入或门的输出为输出信号Y₁¹。