逻辑电路的信号处理方法和装置及存储介质和处理器与流程

本发明涉及分子计算领域，具体而言，涉及一种逻辑电路的信号处理方法和装置及存储介质和处理器。

背景技术：

目前，传统电子计算机方便了人们的生活。但是，随着大数据时代的到来，传统电子计算机对海量信息的处理负荷更重。生物计算机是一种通过模仿生物体结构和功能构建而成的计算机，具备了传统电子计算机所不具备的可能性和变化性。

dna计算作为生物计算机的一个研究分支，使用大量的生物分子材料和生化操作，在试管里通过生化实验实现计算。凭借dna分子的微小性和并行性，以及dna分子具备的强大分布式计算能力和并行计算能力，dna分子计算对于电力行业大规模的缴费信息来说，优势明显。

绝大多数逻辑电路是通过几个相同或者不同的逻辑计算模块间的相互作用组合而成的，而简单的逻辑电路的研究是大规模信息处理的基础，目前一个简单的逻辑计算模型只能实现一种单一的逻辑计算或逻辑判断。

针对现有技术中基于dna的逻辑电路的信号处理功能单一的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种逻辑电路的信号处理方法和装置及存储介质和处理器，以至少解决基于dna的逻辑电路的信号处理功能单一的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种逻辑电路的信号处理方法。该方法包括：获取第一dna分子和第二dna分子，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第一dna分子和第二dna分子对应第一真值；获取第三dna分子和第四dna分子，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第三dna分子和第四dna分子对应第二真值；在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子，其中，输出dna分子用于表征逻辑电路对第一输入信号和第二输入信号进行逻辑运算得到的输出信号。

可选地，在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子包括：在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号；在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号。

可选地，在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子包括：在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，获取辅助dna分子；对第三dna分子、第四dna分子和辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号，第一输出信号的真值为逻辑假。

可选地，在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子包括：在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，获取辅助dna分子；对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子，以及辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号，第二输出信号的真值为逻辑假。

可选地，当第一dna分子或第三dna分子为第一预设dna单链分子，第二dna分子或第四dna分子为第二预设dna单链分子时，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子包括以下之一：当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子和第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，预设逻辑或模型以预设dna颈环分子为模型基底，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型停止输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当停止输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑假。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种逻辑电路的信号处理装置。该逻辑电路的信号处理装置包括：第一获取单元，用于获取第一dna分子和第二dna分子，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第一dna分子和第二dna分子对应第一真值；第二获取单元，用于获取第三dna分子和第四dna分子，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第三dna分子和第四dna分子对应第二真值；处理单元，用于在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子，其中，输出dna分子用于表征逻辑电路对第一输入信号和第二输入信号进行逻辑运算得到的输出信号。

可选地，处理单元包括：第一处理模块，用于在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号；第二处理模块，用于在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号。

可选地，第一处理模块包括：第一获取子模块，用于在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，获取辅助dna分子；第一处理子模块，用于对第三dna分子、第四dna分子和辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号，第一输出信号的真值为逻辑假。

可选地，第二处理模块包括：第二获取子模块，用于在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，获取辅助dna分子；第二处理子模块，用于对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子，以及辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号，第二输出信号的真值为逻辑假。

可选地，当第一dna分子或第三dna分子为第一预设dna单链分子，第二dna分子或第四dna分子为第二预设dna单链分子时，处理单元包括以下之一：第一处理模块，用于当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子和第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，预设逻辑或模型以预设dna颈环分子为模型基底，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；第二处理模块，用于当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；第三处理模块，用于当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；第四处理模块，用于当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型停止输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当停止输出预设dna分子。

该实施例通过获取第一dna分子和第二dna分子，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号；获取第三dna分子和第四dna分子，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号；在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子，其中，输出dna分子用于表征逻辑电路对第一输入信号和第二输入信号进行逻辑运算得到的输出信号，解决了基于dna的逻辑电路的信号处理功能单一的问题，达到了丰富基于dna的逻辑电路的信号处理功能的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种逻辑电路的信号处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种dna链置换的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种基于dna链置换的分子逻辑运算方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的一种可集成的逻辑或运算模型的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种可集成的逻辑运算模型的示意图；以及

图6是根据本发明实施例的一种逻辑电路的信号处理装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本发明实施例提供了一种逻辑电路的信号处理方法。

图1是根据本发明实施例的一种逻辑电路的信号处理方法的流程图。如图1所示，该逻辑电路的信号处理方法包括以下步骤：

步骤s101，获取第一dna分子和第二dna分子。

在本发明上述步骤s101提供的技术方案中，获取第一dna分子和第二dna分子，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第一dna分子和第二dna分子对应第一真值。

dna分子是用dna材料搭建起来的一类分子。dna链置换技术(dnastrandbranchmigration)是通过链的迁移，采用较长的双链杂交以取代较短的双链杂交，从而使dna分子杂交系统的自由能更加稳定，系统结构更加稳定，进而使系统总是趋于更加稳定的结构。其中，系统的自由能是指在某一个热力学过程中，系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分。

可选地，改变输入信号分子的长度和序列，从而控制并且诱发下游dna链置换反应。可以基于沃森-克里克碱(watson-crick)互补配对原则，部分互补的第一dna单链和第二dna单链结合在一起。在室温下，加入第三dna单链，其中，第三dna单链与第一dna单链的互补长度大于第二dna单链与第一dna单链的互补长度。为了使系统的自由能更加稳定，第三dna单链的特异性识别区域将会与第一dna单链互补结合，并逐步置换出第二dna单链。由于该过程的发生可以是并行的，并且可以多层次嵌套触发。

该实施例可以以dna分子的自组装结构作为逻辑电路的逻辑计算模型的基本构架。dna分子，也即，分子逻辑器件，将逻辑语言应用于分子、利用分子具有的特定的构型、电性、立体结构、亲水性等特征来控制反应的进行与否、物质转运与否等过程。第一dna分子和第二dna分子作为逻辑电路的输入信号，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第一dna分子和第二dna分子对应第一真值，也即，该第一输入信号和第二输入信号的真值均为第一真值，比如，以第一dna分子作为第一输入信号的真信号，以第二dna分子作为第二输入信号的真信号，第一输入信号和第二输入信号均为逻辑真，或者以第一dna分子作为第一输入信号的假信号，以第二dna分子作为第二输入信号的假信号，第一输入信号和第二输入信号均为逻辑假。

第一dna分子和第二dna分子可以具有互补关系，也即，第一dna分子和第二dna分子互补配对。

步骤s102，获取第三dna分子和第四dna分子。

在本发明上述步骤102提供的技术方案中，获取第三dna分子和第四dna分子，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第三dna分子和第四dna分子对应第二真值。

获取第三dna分子和第四dna分子作为逻辑电路的输入信号，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第三dna分子和第四dna分子对应第二真值，也即，该第一输入信号和第二输入信号的真值均为第二真值，比如，第一输入信号和第二输入信号均为逻辑真，或者第一输入信号和第二输入信号均为逻辑假。

第三dna分子和第四dna分子可以具有互补关系，也即，第三dna分子和第四dna分子互补配对。

步骤s103，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子。

在本发明上述步骤103提供的技术方案中，在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子，其中，输出dna分子用于表征逻辑电路对第一输入信号和第二输入信号进行逻辑运算得到的输出信号。

在获取第一dna分子和第二dna分子，且在获取第三dna分子和第四dna分子之后，在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子。

在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，也即，在第一真值为逻辑真，且第二真值为逻辑假的情况下，或者在第一真值为逻辑假，且第二真值为逻辑真的情况下。可选地，当以第一dna分子作为第一输入信号的真信号，以第二dna分子作为第二输入信号的真信号，以第三dna分子作为第一输入信号的假信号，以第四dna分子作为第二输入信号的假信号时，逻辑电路的自组装结构可以实现逻辑或运算。比如，第一输入信号和第二输入信号中有一个为真信号，或者第一输入信号和第二输入信号两者均为真信号时，得到的输出dna分子为真的逻辑输出信号；当第一输入信号和第二输入信号均为假信号时，为了使输出信号更稳定并且更便于实验观察，加入dna分子作为辅助因子，从而根据第一输入信号、第二输入信号和辅助因子进行特异性识别处理，得到特异性识别的dna分子作为假的逻辑输出信号，从而实现了逻辑电路的逻辑或运算。

当以第三dna和第四dna分子作为第一输入信号和第二输入信号的真信号，以第一dna分子和第二dna分子作为第一输入信号和第二输入信号的假信号时，该逻辑电路的自组装结构可以实现逻辑与运算。当第一输入信号和第二输入信号均为真信号时，经过dna链置换，初始的dna自组装结构发生改变，得到特异性识别的输出dna分子作为为真的逻辑输出信号；当第一输入信号和第二输入信号中有一个为假信号时，经过dna链置换，初始的dna自组装结构发生改变，为使输出信号更稳定并且更便于实验观察，加入dna分子作为辅助因子，从而根据第一输入信号、第二输入信号和辅助因子进行特异性识别处理，得到特异性识别的输出dna分子作为假的逻辑输出信号，从而实现了逻辑电路的逻辑或运算，丰富了逻辑电路的处理功能。

该实施例通过获取第一dna分子和第二dna分子，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号；获取第三dna分子和第四dna分子，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号；在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子，其中，输出dna分子用于表征逻辑电路对第一输入信号和第二输入信号进行逻辑运算得到的输出信号，解决了基于dna的逻辑电路的信号处理功能单一的问题，丰富了基于dna的逻辑电路的信号处理功能，达到了丰富基于dna的逻辑电路的信号处理功能的技术效果。

作为一种可选的实施方式，在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子包括：在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号；在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号。

在对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子包括：在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，也即，以第一dna分子和第二dna分子作为第一输入信号和第二输入信号的真信号，以第三dna和第四dna分子作为第一输入信号和第二输入信号的假信号时，对第一dna分子、第二dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑真的第一输出dna分子；或者对第一dna分子、第四dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑真的第一输出dna分子；或者对第三dna分子、第二dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑真的第一输出dna分子；或者对第三dna分子、第四dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑假的第一输出dna分子，从而实现了逻辑电路进行逻辑或运算的目的。

在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，也即，以第一dna分子和第二dna分子作为第一输入信号和第二输入信号的假信号，以第三dna和第四dna分子作为第一输入信号和第二输入信号的真信号时，对第一dna分子、第二dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑假的第二输出dna分子；或者对第一dna分子、第四dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑假的第二输出dna分子；或者对第三dna分子、第二dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑真假的第二输出dna分子；或者对第三dna分子、第四dna分子进行特异性识别处理，得到逻辑值为逻辑真的第二输出dna分子，从而实现了逻辑电路进行逻辑与运算的目的，丰富了逻辑电路的处理功能。

作为一种可选的实施方式，在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子包括：在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，获取辅助dna分子；对第三dna分子、第四dna分子和辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号，第一输出信号的真值为逻辑假。

在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，为使输出信号更稳定，并且更便于实验观察，加入dna分子作为辅助因子，从而得到特异性识别的第一输出dna分子作为为假的逻辑输出信号，从而实现了逻辑或运算。

作为一种可选的实施方式，在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子包括：在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，获取辅助dna分子；对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子，以及辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号，第二输出信号的真值为逻辑假。

在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，当第一输入信号和第二输入信号中至少有一个为假信号，或两者均为假信号时，也即，当第一dna分子为第一输入信号，第二dna分子为第二输入信号，或者当第一dna分子为第一输入信号，第四dna分子为第二输入信号，或者当第三dna分子为第一输入信号，第二dna分子为第二输入信号时，经过dna链置换，初始的dna自组装结构发生改变，为使输出信号更稳定并且更便于实验观察，加入dna分子fueld作为辅助因子，从而得到特异性识别的输出dna分子作为为假的逻辑输出信，从而实现了逻辑与运算。

作为一种可选的实施方式，当第一dna分子或第三dna分子为第一预设dna单链分子，第二dna分子或第四dna分子为第二预设dna单链分子时，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子包括以下之一：当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子和第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，预设逻辑或模型以预设dna颈环分子为模型基底，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型停止输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当停止输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑假。

第一预设dna单链分子和第二预设dna单链分子可以为预先确定的dna单链分子序列。预先确定dna颈环分子，当控制好一定的时间、温度、酶的条件时，在缓冲液中加入dna单链分子就会根据沃森-克里克碱基互补配对原则，自组装形成一定的结构。用于进行逻辑运算的逻辑模型选择dna颈环分子作为重要的原材料来构建模型基底，其复用功能主要就体现在dna颈环分子上。

该实施例将逻辑或模型的输入信号的“有”和“无”分别定义为“1”和“0”，选择第一预设dna单链分子和第二预设dna单链分子作为逻辑或模型的输入信号，选择dna颈环分子作为逻辑或模型的输出信号。当逻辑或模型没有输入信号时，也即，逻辑或模型的输入信号为“00”，则逻辑或模型的基地不变，没有dna颈环分子输出，则输出信号为“0”；当单独向逻辑或模型输入第一预设dna单链分子时，也即，当逻辑或模型的输入信号为“10”时，逻辑或模型输出dna颈环分子，也即，逻辑或模型的输出信号为“1”；当单独向逻辑或模型输入第二预设dna单链分子时，也即，当逻辑或模型的输入信号为“01”时，逻辑或模型输出dna颈环分子，也即，逻辑或模型的输出信号为“1”；当同时向逻辑或模型输入第一预设dna单链分子和第二预设dna单链分子时，也即，当逻辑或模型的输入信号为“11”时，逻辑或模型输出dna颈环分子，也即，逻辑或模型的输出信号为“1”。

在向逻辑或模型加入输入信号之后，系统内部其实是发生了链置换反应，并基于系统自由能趋于稳定的特性，系统内的dna链重新自组装形成了新的结构。通过以上的分析可以发现，该模型所能实现的功能与逻辑“或”运算相一致。由于模型基底的构成中包含dna颈环分子a，而输出信号也是由dna颈环分子来表征，所以，dna颈环分子在整个系统运算过程中是可以循环利用的，因而该逻辑或模型是一个可集成的逻辑计算模型，从而提高了逻辑运算的效率，丰富基于dna的逻辑电路的信号处理功能。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例2

下面结合优选的实施例对本发明的技术方案进行说明：

图2是根据本发明实施例的一种dna链置换的示意图。如图2所示，dna链置换技术是通过链的迁移，用较长的双链杂交取代较短的双链杂交，使dna分子杂交系统的自由能更加稳定。首先，基于watson-crick互补配对原则，部分互补的dna单链a和dna单链b结合在一起。在室温下，加入了dna单链c，其中，单链c与单链a的互补长度大于单链b与单链a的互补长度。为了使系统的自由能更加稳定，单链c的特异性识别区域将会与单链a互补结合，并逐步置换释放出单链b。该过程的发生可以是并行的，并且可以多层次嵌套触发。

本发明实施例提供了一种基于dna链置换的分子逻辑运算方法。该实施例的基于dna链置换的分子逻辑运算方法可以由基于dna链置换的逻辑运算模块执行。

图3是根据本发明实施例的一种基于dna链置换的分子逻辑运算方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤s301，确定将要实现的目标分子逻辑功能。

根据电子计算机的功能，分子逻辑功能模块确定将要实现的目标分子逻辑功能，比如，逻辑或，逻辑与。

步骤s302，根据目标分子逻辑功能和链置换方法构造逻辑模型。

根据目标分子逻辑功能，基于链置换技术设计其逻辑模型，并绘制出相应的示意图。

步骤s303，构造符合逻辑模型的dna分子链，使其能够根据设计发生相应的dna链置换反应。

图4是根据本发明实施例的一种可集成的逻辑或运算模型的示意图。如图4所示，根据需要预先设计好所需的dna颈环分子和单链分子的序列，当控制好一定的时间、温度、酶的条件，在缓冲液中加入dna分子就会根据沃森-克里克碱基互补配对原则，自组装形成一定的结构。

逻辑或运算模型选择dna颈环分子作为重要的原材料，构建逻辑或运算模型的模型基底，其复用功能主要就体现在颈环分子上。选择dna单链分子b1-1-b2-1和dna单链分子b3-1-b2-1作为模型的输入信号，选择颈环分子a作为输出信号。将输入、输出信号的“有”和“无”分别定义为信号的“1”和“0”。如图4所示，当没有信号输入时，也即，当输入信号为“00”时，模型基底不变，没有dna颈环分子输出，也即，输出信号为“0”；当单独输入dna单链分子b1-1-b2-1时，也即，当输入信号为“10”时，系统输出dna颈环分子a，也即，输出信号为“1”；同样的，当单独输入dna单链分子b3-1-b2-1时，也即，输入信号为“01”时，系统输出dna颈环分子a，也即，输出信号为“1”；当同时输入dna单链分子b1-1-b2-1和dna单链分子b3-1-b2-1时，也即，当输入信号为“11”时，系统输出dna颈环分子a，也即，输出信号为“1”。

表1可集成的逻辑或运算模型真值表

表1为可集成的逻辑或运算模型真值表。如表1所示，当未输入第一输入信号，也未输入第二输入信号时，等价的逻辑输入为“00”，系统置换出dna颈环分子a，等价的逻辑输出为“0”；当输入第一输入信号由b1-1-b2-1表征，未输入第二输入信由时，等价的逻辑输入为“10”，系统置换出dna颈环分子a，等价的逻辑输出为“1”；当未输入第一输入信号，输入的第二输入信由b3-1-b2-1表征时，等价的逻辑输入为“01”，系统置换出dna颈环分子a，等价的逻辑输出为“1”；当输入的第一输入信号由b1-1-b2-1，输入的第二输入信由b3-1-b2-1表征时，等价的逻辑输入为“11”，系统置换出dna颈环分子a，等价的逻辑输出为“1”。

表2dna分子序列编码

表2为dna分子序列编码。如表2所示，在加入输入信号后，系统内部其实是发生了链置换反应，并基于系统自由能趋于稳定的特性，系统内的dna链重新自组装形成了新的结构。

上述实施例中的dna分子a的分子序列为：

gcgacgaagcagggtcaacggtgtgagtccatctg

cctaagctgccatcacattccgctcacaccgttga

dna分子b的分子序列为：

cggtctcttcagtcatagcgtgcttaggc

agatggacaggttcaagtggttcagtg

dna分子b1-1—b2-1的分子序列为：tccatctgcctaagcacgct

dna分子b3-1—b2-1的分子序列为：acctgtccatctgcctaagc

通过以上的分析可以发现，该模型所能实现的功能与逻辑“或”运算相一致。由于模型基底的构成中包含dna颈环分子a，而输出信号也是由dna颈环分子a表征的，所以，dna颈环分子a在整个系统运算过程中是可以循环利用的，该逻辑或运算模型为一个可集成的逻辑计算模型。

该实施例分别使用两种不同的dna分子代表逻辑计算中的“真”和“假”。

图5是根据本发明实施例的一种可集成的逻辑运算模型的示意图。如图5所示，当以dna分子a和dna分子b分别代表输入信号1和输入信号2的真信号，以dna分子c和d分别代表输入信号1和输入信号2的假信号时，dna自组装结构a可以实现逻辑或运算。当输入信号1和输入信号2中有一个为真信号或两者均为真信号时，自组装结构a对信号1和信号2进行逻辑计算，输出特异性识别的dna分子b，将dna分子b代表真的逻辑输出信号；当输入信号1和输入信号2均为假信号时，为使输出信号更稳定，并且更便于实验观察，加入dna分子d作为辅助因子，从而得到特异性识别的dna分子c，将dna分子c作为假的逻辑输出信号，从而通过上述过程实现了逻辑运算模型的逻辑或运算。

当以dna分子c和dna分子d分别代表输入信号1和输入信号2的真信号，以dna分子a和dna分子b分别代表输入信号1和输入信号2的假信号时，自组装结构a实现逻辑与运算。当输入信号1和输入信号2均为真信号时，经过dna链置换，初始的dna自组装结构a发生改变，输出特异性识别的dna分子c，将dna分子b代表真的逻辑输出信号；当输入信号1和输入信号2中有一个为假信号，或者两者均为假信号时，经过dna链置换，初始的dna自组装结构a发生改变，为使输出信号更稳定并且更便于实验观察，加入dna分子d作为辅助因子，从而得到特异性识别的dna分子b作为为假的逻辑输出信号，从而通过上述过程实现了逻辑运算模型的逻辑与运算。

需要说明的是，图5所示中的dna分子中的数字编号用于表示对应的dna分子的组成。

表3可集成的dna分子“and/or”逻辑计算模型中“或”逻辑的真值表

表3为可集成的dna分子“and/or”逻辑计算模型中“或”逻辑的真值表。如表3所示，当以dna分子a和dna分子b分别作为第一输入信号和第二输入信号的真信号，dna分子c和d分别作为第一输入信号和第二输入信号的假信号时，自组装结构a实现逻辑或运算。当第一输入信号和第二输入信号中有一个为真信号或两者均为真信号时，比如，输入dna分子a和输入dna分子b，或者输入dna分子a和输入dna分子d，或者输入dna分子c和输入dna分子b，计算的输出结果都为b，为真的逻辑输出信号；当第一输入信号和第二输入信号均为假信号时，比如，输入dna分子c，输入dna分子d，为使输出信号更稳定并且更便于实验观察，加入dna分子fueld作为辅助因子，从而得到特异性识别的dna分子c作为为假的逻辑输出信号，从而实现了逻辑或运算。

表4可集成的dna分子“and/or”逻辑计算模型中的“与”逻辑的真值表

如表4所示，当以dna分子c和dna分子d分别作为第一输入信号和第二输入信号的真信号，以dna分子a和dna分子b分别作为第一输入信号和第二输入信号的假信号时，自组装结构a实现逻辑与运算。当第一输入信号和第二输入信号中有一个为假信号或两者均为假信号时，经dna链置换，初始的dna自组装结构发生改变，比如，输入dna分子a和输入dna分子b，或者输入dna分子a和输入dna分子d，或者输入dna分子c和输入dna分子b，或者输入dna分子c和输入dna分子d，为使输出信号更稳定并且更便于实验观察，加入dna分子fueld作为辅助因子，从而得到特异性识别的dna分子b作为为假的逻辑输出信号；当第一输入信号和第二输入信号均为真信号时，经dna链置换，初始的dna自组装结构发生改变，输出特异性识别的dna分子b作为为真的逻辑输出信号，比如，输入dna分子c，输入dna分子d，输出特异性识别的dna分子c作为为真的逻辑输出信号，从而实现了逻辑与运算。

实施例3

本发明实施例还提供了一种逻辑电路的信号处理装置。需要说明的是，该逻辑电路的信号处理装置可以用于执行上述逻辑电路的信号处理方法。

图6是根据本发明实施例的一种逻辑电路的信号处理装置的示意图。如图6所示，该逻辑电路的信号处理装置包括：第一获取单元10、第二获取单元20和处理单元30。

第一获取单元10，用于获取第一dna分子和第二dna分子，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第一dna分子和第二dna分子对应第一真值。

第二获取单元20，用于获取第三dna分子和第四dna分子，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第三dna分子和第四dna分子对应第二真值。

处理单元30，用于在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子，其中，输出dna分子用于表征逻辑电路对第一输入信号和第二输入信号进行逻辑运算得到的输出信号。

可选地，处理单元包括：第一处理模块，用于在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号；第二处理模块，用于在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号。

可选地，第一处理模块包括：第一获取子模块，用于在第一真值为逻辑真、且第二真值为逻辑假的情况下，获取辅助dna分子；第一处理子模块，用于对第三dna分子、第四dna分子和辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第一输出dna分子，其中，第一输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑或运算生成的第一输出信号，第一输出信号的真值为逻辑假。

可选地，第二处理模块包括：第二获取子模块，用于在第一真值为逻辑假、且第二真值为逻辑真的情况下，获取辅助dna分子；第二处理子模块，用于对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子，以及辅助dna分子进行特异性识别处理，得到第二输出dna分子，其中，第二输出dna分子用于表征逻辑电路进行逻辑与运算生成的第二输出信号，第二输出信号的真值为逻辑假。

可选地，当第一dna分子或第三dna分子为第一预设dna单链分子，第二dna分子或第四dna分子为第二预设dna单链分子时，处理单元包括以下之一：第一处理模块，用于当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子和第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，预设逻辑或模型以预设dna颈环分子为模型基底，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；第二处理模块，用于当第一预设dna单链分子存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型对第一预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子存在时，第一输入信号的真值为逻辑真，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；第三处理模块，用于当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子存在时，通过预设逻辑或模型对第二预设dna单链分子进行处理，输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子存在时，第二输入信号的真值为逻辑真，当输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑真；第四处理模块，用于当第一预设dna单链分子不存在，第二预设dna单链分子不存在时，通过预设逻辑或模型停止输出预设dna颈环分子，其中，当第一预设dna单链分子不存在时，第一输入信号的真值为逻辑假，当第二预设dna单链分子不存在时，第二输入信号的真值为逻辑假，当停止输出预设dna分子时，输出信号的真值为逻辑假。

该实施例通过第一获取单元10获取第一dna分子和第二dna分子，其中，第一dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第二dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第一dna分子和第二dna分子对应第一真值，通过第二获取单元20获取第三dna分子和第四dna分子，其中，第三dna分子用于表征逻辑电路的第一输入信号，第四dna分子用于表征逻辑电路的第二输入信号，第三dna分子和第四dna分子对应第二真值，通过处理单元30在第一真值和第二真值符合预设条件的情况下，对第一dna分子或第三dna分子，第二dna分子或第四dna分子进行特异性识别处理，得到输出dna分子，其中，输出dna分子用于表征逻辑电路对第一输入信号和第二输入信号进行逻辑运算得到的输出信号，解决了基于dna的逻辑电路的信号处理功能单一的问题，达到了丰富基于dna的逻辑电路的信号处理功能的技术效果。

本发明实施例还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述实施例1中的逻辑电路的信号处理方法。

本发明实施例还提供了一种处理器。该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述实施例1中的逻辑电路的信号处理方法。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。