基于Belousov-Zhabotinsky反應的化學計算研究.pdf

1、化學計算是非傳統(tǒng)計算研究中十分重要的組成部分，它通過帶有一定幾何結構的化學介質(zhì)來處理信息?；瘜W振蕩反應Belousov-Zhabotinsky(BZ)反應可以用來描述這種化學介質(zhì)的性質(zhì)，它可以產(chǎn)生隨時間呈周期性變化的化學波圖案。通過利用化學波的有無來編碼信息，使用不同幾何結構的化學介質(zhì)就可以實現(xiàn)不同的信息處理功能。
　　本文基于BZ反應模型，系統(tǒng)地設計了數(shù)字比較器的結構、實現(xiàn)了反饋控制機制和圖靈機的功能，具體內(nèi)容如下。
　　

2、本文采用矩形通道結構融合比較信息，結合已有的一些經(jīng)典通道結構（化學二極管、T型結構），系統(tǒng)地設計了化學數(shù)字比較器的結構，實現(xiàn)了二進制數(shù)據(jù)比較的功能。而且基于兩種不同構型的三位數(shù)字比較器的結構，提出了嵌套式和級聯(lián)式兩種可以實現(xiàn)多位數(shù)字比較器的結構拓展方式。
　　本文結合數(shù)字比較器的結構和已有的經(jīng)典通道結構（化學二極管、滲透結構），實現(xiàn)了全反饋控制機制。并且基于系統(tǒng)輸出結果之間存在抑制作用的思想，通過弓形抑制結構實現(xiàn)了一種半反饋控制機

3、制。在這種半反饋控制機制中，弓形抑制結構的數(shù)量和分布情況決定了系統(tǒng)輸出的最終穩(wěn)定結果和衰減過程。
　　本文結合存儲環(huán)的結構和 T型結構，實現(xiàn)了圖靈機的讀寫功能，能夠執(zhí)行信息的寫入、讀出、存儲和清除操作。并且在圖靈機讀寫功能結構的基礎上，結合數(shù)字比較器的結構，實現(xiàn)了基于匹配策略的給定字符串的識別功能和含特定字符組合的字符串的識別功能，同時結合滲透結構得到了能夠體現(xiàn)純0字符串和純1字符串語法規(guī)則的識別結構。最后結合存儲環(huán)結構、T型結構