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主流编程语言的发展趋势(一种新的分子编程语言)

主流编程语言的发展趋势(一种新的分子编程语言)Vasic说:“从crn 翻译成化学的程序包含一定量的错误,在某些程序类中可能很低,但在其他程序类中可能会很高或随着时间的推移而增加。”。“因此,我们计划进一步调查错误的来源,并设计程序来保证错误不会超过一定的界限。"研究人员评估了crn 并在一系列离散和实值计算算法上证明了其可行性。这种新语言也可以很容易地扩展以支持新的命令或实现,这使得它成为开发更高级分子程序的理想基础。“在软件工程中,程序员用易于理解的高级语言编写,这样的程序被编译成机器代码,这是人类难以理解的,但是机器可以理解,”Vasic解释道。“我们试图通过定义一种高级语言来建立分子编程的类比,这种高级语言更容易推理,并被编译成‘复杂’化学。"crn 基于两个思想:模块化和振荡器的使用。模块化意味着语言包括一组称为模块的化学反应,这些模块可以在不同反应组之间没有干扰的情况下组成。为了实现这一点,研究人员将crn 的基本

主流编程语言的发展趋势(一种新的分子编程语言)(1)

欧几里德算法及其如何用crn 编写。图片: Vasic等人。

合成生物学是一个相对较新的研究领域,可能会对许多领域产生重大影响,包括生物学、纳米制造和医学。这个新兴领域的一个主要挑战是在无法插入电子微控制器的情况下,将计算嵌入分子环境中。要做到这一点,需要开发能够有效地表示使用分子成分的计算的方法。

德克萨斯大学奥斯汀分校的一个研究小组已经创建了crn ,一个新的语言用于确定性编程(质量动作)执行计算的动力学。在他们的论文中研究人员概述了这种新语言,并构建了一个编译器,将crn 程序翻译成化学反应。

“一个关键的技术挑战是设计一种在细胞环境中相互作用的化学控制器,实现特定的任务技术探索。“为了实现这一点,有必要同时设计合成分子和程序。分子通过化学反应相互作用,通过编程分子,我们指的是定义它们之间的相互作用规则(化学反应)。"

最近DNA合成的改进为分子工程开辟了新的、令人兴奋的可能性。然而,合成生物学的研究人员首先需要想办法设计相互作用规则(化学反应)来达到预期的目标。最近这项研究的主要目的是设计一种更高级的语言,以更直观的方式表达化学反应的行为。

“在软件工程中,程序员用易于理解的高级语言编写,这样的程序被编译成机器代码,这是人类难以理解的,但是机器可以理解,”Vasic解释道。“我们试图通过定义一种高级语言来建立分子编程的类比,这种高级语言更容易推理,并被编译成‘复杂’化学。"

主流编程语言的发展趋势(一种新的分子编程语言)(2)

编译器的输出以及crn 程序的模拟结果。图片: Vasic等人。

crn 基于两个思想:模块化和振荡器的使用。模块化意味着语言包括一组称为模块的化学反应,这些模块可以在不同反应组之间没有干扰的情况下组成。为了实现这一点,研究人员将crn 的基本操作映射到这些模块。他们还使用化学振荡器进行时间排序,这使得他们能够将语言中有序的命令翻译成化学公式。

“据我们所知,我们是第一个提供符合化学要求的必不可少的编程语言的网络,”瓦西奇说。“我们开放源代码,包括crn ,以及模拟框架,因为我们希望这将使研究人员更容易尝试新的方法,从而进一步推进这个领域。"

研究人员评估了crn 并在一系列离散和实值计算算法上证明了其可行性。这种新语言也可以很容易地扩展以支持新的命令或实现,这使得它成为开发更高级分子程序的理想基础。

Vasic说:“从crn 翻译成化学的程序包含一定量的错误,在某些程序类中可能很低,但在其他程序类中可能会很高或随着时间的推移而增加。”。“因此,我们计划进一步调查错误的来源,并设计程序来保证错误不会超过一定的界限。"

vasic和他的同事们也在寻求扩展他们的编程语言,包括新的模块,这些模块被定义为可以进行基本操作的一组化学反应。

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