Arabic Discussion Forum with a Special Interest in Travel and Immigration

أحمد فاروق · 25th August 2008, 01:17 AM

DNA computation

DNA Computation هو واحد من أحدث المجالات الخاصة بعلوم الكمبيوتر . سأتكلم باختصار أولا عن المشكلة التي أدت إلى التفكير في طرق غير تقليدية للحساب . ثم - بإيجاز أيضًا - عن فكرة الـ DNA computation .

الكمبيوتر الحالي - مهما كانت قدراته - مهمته الوحيدة تنفيذ برامج . والبرنامج هو خطوات حسابية ومنطقية مكتوبة بترتيب معين يقوم الكمبيوتر بتنفيذها بالتسلسل المطلوب للوصول لنتائج معينة باستخدام مدخلات معينة . يلزم كتابة هذه الخطوات على الورق أولاً قبل تحويلها لبرنامج على الكمبيوتر . يسمى هذا التسلسل من الخطوات باسم "خواريزم" Algorithm نسبة للعالم الفارسي "الخوارزمي" . المطلوب أن يكون زمن تنفيذ أي برنامج معقولاً نسبيًا بحيث لا يأخذ شهوراً أو سنين مثلا للوصول للنتائج المطلوبة. بسبب اختلاف سرعات أجهزة الكمبيوتر المختلفة ، فقد جرت العادة أن يتم التعبير عن زمن تنفيذ البرنامج بدلالة عدد المدخلات . وطبعًا كلما زاد عدد المدخلات زادت المدة المطلوبة للتنفيذ على نفس الكمبيوتر . فيكون زمن التنفيذ مثلا 10 أمثال عدد المدخلات ، أو مربع عدد المدخلات ، وهكذا .

توجد الكثير من المسائل يأخذ أفضل خوارزم لحلها وقتًا طويلاً جداً في التنفيذ ، ويكون ذلك عائدًا أولاً وأخيرًا لطبيعة تلك المسائل وليس لذلك أي علاقة بالخوارزم نفسه أو بقدرات الكمبيوتر المستخدم . ولو كانت المدخلات كبيرة بالشكل الكافي ، يأخذ البرنامج سنين ليصل للنتائج . هذه النوعية من المسائل هي أهم مشكلة تواجه كمبيوتر اليوم . لذلك فكّر الناس في طريقة مختلفة لتنفيذ البرامج . سنة 1994 بدأ التفكير في استخدام جزيئات الحامض النووي DNA كطريقة لتنفيذ البرامج . واستمر العمل في هذا الاتجاه إلى أن أعلنت إسرائيل - معهد وايزمان - سنة 2004 عن بنائهم أول DNA Computer . الفكرة هي استخدام نفس طريقة الحساب الموجودة في الكمبيوتر التقليدي (التي هي باستخدام الخوارزم المبني على نفس المبادئ) ، لكن الفرق أن الحساب باستخدام جزيئات الحامض النووي سريع جدًا لأنه في الغالب يأخذ مسارات مختلفة في نفس الوقت بشكل متواز . لذلك فحل المشكلة ليس في طريقة الحساب لكن في استخدام آلية للحساب سريعة جدًا لا تتاح في الكمبيوتر التقليدي .

galaxy · 25th August 2008, 01:34 AM

تسجيل متابعه....

أحمد فاروق · 25th August 2008, 02:19 AM

شكرًا جزيلاً galaxy على المتابعة . وحيث إنك متابعة ، يبقى نكمل شوية كمان .

صار اشتراك عدة تخصصات مختلفة في مشروع بحثي معين "موضة" منذ فترة طويلة ، ومن المتوقع أن يتوسع أكثر وأكثر . لأن الكثير من المشكلات الموجودة في تخصص معين يتواجد حل أو أكثر لها في تخصص آخر . ينطبق ذلك تمامًا على DNA Computation ، إذ يشترك في بحث كهذا باحثون من علوم الحاسب ومن البيولوجي ومن الكيمياء الحيوية . وعندما نتحدث عن الـ DNA Computer لا يجب أن ينصرف ذهننا إلى أن شكل هذا الكمبيوتر الجديد يشبه الكمبيوتر الشخصي الموجود على مكاتبنا . لكن يجب أن يكون الحديث عن آلية جديدة للحساب بصرف النظر عن شكلها أو إمكانية تواجدها على النطاق التجاري . فهذا الكمبيوتر يتواجد في المعمل وفي وجود باحثين من التخصصات المذكورة أعلاه لأن الحساب يتم بواسطة DNA داخل الخلية الحيوية .

أهم نتيجة لوجود طريقة أو آلية جديدة للحساب في المسائل "العويصة" التي تحتاج وقتًا طويلاً باستخدام حواسب اليوم هو الأمن Security . وأقصد هنا أمن المعلومات في الحواسب وفي الاتصالات . ذلك أن معظم طرق أمن المعلومات والاتصالات الموجودة حاليًا تعتمد على صعوبة اختراقها بواسطة أجهزة الحاسب المتاحة حاليًا ، بالتحديد بسبب عجزها عن حل المسائل "العويصة" في زمن معقول . لذلك تتسم تلك الأبحاث في بدايتها بالسرية الشديدة ، لأنه لو حاز شخص أو جهة أو دولة أيًا من تلك الطرق الجديدة ، لاستطاع اختراق تقريبًا كل الاتصالات والمعلومات في العالم ، بما فيها المعلومات العسكرية والمعلومات الشخصية كذلك مثل كروت الائتمان وحسابات البنوك . لذلك سارع الباحثون بتصميم طرق جديدة لأمن المعلومات غير المتواجدة حاليًا ، والتي تم تصميمها لتعمل على الحواسب التقليدية . هذه الطرق الجديدة تفترض حيازة المخترق لأجهزة DNA Computer ، وبالتالي حتى لو حاز شخص تلك التكنولوجيا ، فلن يستطيع اختراق أنظمة المعلومات المؤمنة باستخدام الطرق الجديدة . وهذا دائمًا الحال ، كلما ظهرت تكنولوجيا جديدة ، تتواجد دائمًا إمكانية اختراقها (حاجة ذي الصراع بين الخير والشر) .

هناك مجال آخر للأبحاث يهدف لنفس ما يهدف إليه الـ DNA Computation هو Quantum Computing . لكن الاختلاف الجوهري أن الأخير لا يعتمد على نفس مبادئ عمل الكمبيوتر التقليدي ، بل هو ثورة في علوم الحاسب . وسأتكلم في موضوع منفصل إن شاء الله عن الـ Quantum Computing .

Badroora · 25th August 2008, 03:05 PM

فى الحقيقةقرأت عن الموضوع دا من مدة بس مفهمتش قوى المقصود ايه ,لكنى اعتقد ان نوعية الكمبيوترز دى ممكن تكون مهمة لجهة معينة بمعنى المستخدم العادى مش هيحتاج كمبيوتر بهذه التقنية العالية وكمان اظن انه تمنه هيكون غالى اوى وربما يقتصر تداوله على فئة معينه كرجال الاعمال او الهيئات الكبيرة التى تحتاج الى دقة اكثر.

سؤال بقي اللى فكرت فيه ومعرفتش اتخيله.
source of DNA Human or from animals معرفش ليه فكرت فى دا كمان ازاى يستخدموه داخل الحاسب هل هيتحول لشيء صلب ولا هيبقي سائل ؟ معرفش سبت كل حاجة ودماغى تربست فى دول قرات ع النت بردوا مفهمتش حاجة
يا ريت يا دكتور لو تعرف الاجابة بطريقة بسيطة سهلة الفهم تقولى لانى بجد الموضوع دا شاغل بالى ومش قادرة استوعبه لوحدى.

بندق · 25th August 2008, 03:22 PM

اقتباس

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة Badria Mekkawy


	وكمان اظن انه تمنه هيكون غالى اوى وربما يقتصر تداوله على فئة معينه كرجال الاعمال او الهيئات الكبيرة التى تحتاج الى دقة اكثر. .

أمس طلب أبنى كاميرا ديجيتال .. قولت ماشى ندخل نشوف .. المهم عملت بحث طلعت الأسعار .. قلت أرتب الأسعار عكسيا عشان أشوف أغلى كاميرا مقابل امكانياتها وانا نازل
فجعت انه فيه كاميرا تمنها 34 الف دولار .. وبعدين تذكرت انه فيه كاميرا صورتها 1 جيجا بكسل
يعنى تصور صورة وتكبرها تشوف التفاصيل على بعد كيلو مترات .. قلت لما تبقى ب 400 دولار هأشتريها

يعنى كل شئ بيبدأ غالى جدا فى التنكولوجيا ثم يرخص

تخيلو طلعت 40 ميجا بكسل بس
https://www.bhphotovideo.com/c/produc...al_Camera.html

أحمد فاروق · 25th August 2008, 04:24 PM

مرحب بيكي يا بدرية

الـ DNA موجود في كل الكائنات الحية وبعض أنواع الفيروسات . فممكن يكون مصدر الـ DNA في تلك التجارب من الحيوان أو الإنسان أو غيرهما . في أول تجربة سنة 1994 ، تم عمل تفاعل بين أحد الإنزيمات وبين الـ DNA . الـ DNA Computer هو في النهاية تفاعل حيوي أو أكثر يتم في محلول داخل أنبوبة اختبار ، حيث قطرة واحدة من هذا المحلول بإمكانها تخزين مئات التريلونات من المعلومات وعمل مئات التريليونات من العمليات الحسابية أسرع بكثير من كمبيوتر اليوم . أي أن تلك القطرة تناظر شريحة المعالج المتاح اليوم مع الحاسبات الشخصية . أكبر مشكلة تواجه الباحثين هي إمكانية "فلترة" النتائج بحيث تكون متاحة بسهولة للمستخدم العادي . لكن تلك المشاكل لا تقلل من الإنجاز العلمي ، وفي الغالب سيتم التغلب عليها مع الوقت .

احتجنا حوالي 30 سنة منذ بداية ظهور أول حاسب آلي إلى أن ظهر الحاسب الشخصي الذي أصبح متاحًا اليوم للجميع . المرحلة الحالية في عمر الـ DNA Computer تشبه إلى حد كبير بداية ظهور فكرة الحاسب التقليدي . إذن سيحتاج الأمر سنوات لكي نراه مستخدمًاعلى نطاق واسع . وكما ذكر الفاضل / بندق ، إن كان استخدام التكنولوجيا في بدايتها قاصرًا على الحكومات والأغراض العسكرية ، فمع الوقت تنتشر التكنولوجيا وتصبح متاحة للجميع بسعر معقول ، تمهيدًا لظهور تكنولوجيا أخرى جديدة ، وهكذا .

ابتسامــة · 27th August 2008, 08:16 PM

شكرا يا دكتور على التطرق إلى هذه التكنولوجيا الحديثة
حتى الآن لم أستطع تتبع كيفية قيام وحدات الD N A بالعمليات الحسابية

ممكن تكلمنا شوية عن ميكانيزم هذه العملية لو هناك معلومات متوفرة....

كل الشكر

أحمد فاروق · 27th August 2008, 10:58 PM

اقتباس

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ابتسامــة


	ممكن تكلمنا شوية عن ميكانيزم هذه العملية لو هناك معلومات متوفرة....

أهلا بالأخت العزيزة / ابتسامة

هو الموضوع بدأ سنة 1994 . كان فيه أحد الأساتذة في جامعة جنوب كاليفورنيا بيتسلى في كتاب عن الـ DNA . الراجل ده كان بتاع Computer Science . ففكر لقى إن اللي بيحصل في DNA ، ومع الإنزيمات ، يشبه لحد كبير اللي بيحصل في الكمبيوتر . في الكمبيوتر ، يتم تخزين كل المعلومات في صورة أصفار وواحايد (0,1) . ويتم التعبير عن أي رقم مهما كان كبير في صورة سلسلة من الأصفار والواحايد. وبعدين تتم عمليات حسابية على الواحايد والأصفار دي (اللي اسمها النظام الثنائي ) بطرق معينة تم ابتكارها طبقًا لهذا النظام ولطريقة عمل الحاسب الكلاسيكي . في DNA ، يتم كتابة المعلومات باستخدام 4 شفرات (أو وحدات تناظر الواحايد والأصفار في النظام الثنائي) . تلك الشفرات هي T و G و A و C . وتوجد بأعداد بالبلايين على شريط الـ DNA . كل مجموعة متوالية من تلك الشفرات تمثل جينًا معينًا .

أول تجربة للـ DNA Computing كانت على مشكلة كلاسيكية جدًا في علوم الحاسب : مشكلة Traveling Salesman Problem . وهي تمثل عددًا كبيرًا من المشكلات تسمي NP-Hard Problems . وكلها تشترك في أن كل الطرق الموجودة حاليًا لحلها تحتاج زمنًا أسيًا بدلالة عدد المدخلات (مثلا : 2 أس عدد المدخلات . فلو عندنا 10 مدخلات ، هتحتاج زمن 2 أس 10) . والحلول الاسية غير عملية إطلاقًا على كمبيوتر اليوم . الـ DNA Computation قدم حل مبدئي للمشكلة .

نرجع لمشكلة Traveling Salesman Problem . المشكلة هي : نفترض راجل بيبيع حاجة ، أو بيعمل دعاية لحاجة معينة ، مندوب مبيعات يعني . الراجل ده عايز يبدأ من مكان معين في القاهرة ، ويعدي على شركات في أماكن معينة في الجيزة والدقهلية والقليوبية واسكندرية و ... الخ ، ويرجع تاني القاهرة بحيث يمر على كل عنوان مرة واحدة بس . المطلوب : الطريق اللي هياخده بحيث يكون مجموع المسافة المقطوعة أقل ما يمكن . دي اسمها Optimization Problem . وعشان نوصل للحل الـ Optimal في الغالب هنعدد كل الحلول الممكنة ونشوف المسافة الكلية في كل حل ونختار الحل اللي ليه أقل مسافة . عدد الحلول الممكنة أسي بدلالة عدد المدن . عشان كده المشكلة NP-Hard . اللي بيحصل في DNA إنه ممكن يتم تمثيل كل مدينة بتسلسل معين من الشفرت ، وتمثيل المسافات بشكل ما ، ثم يتم تفاعل حيوي يأخذ ثواني معدودة ، بعدها يتنج عن الـ Mutation بين جزيئات الـ DNA كل الحلول الممكنة . يبقى بعد ذلك طريقة كفء لاستخراج الحل المطلوب .

المهم ، أن DNA Computation هدفه الأساسي حل تلك المسائل "العويصة" ، واللي لحد دلوقت مالهاش حل كويس بحاسبات اليوم ، سواء من ناحية التكنولوجيا المستخدمة ، أو من ناحية Model الـ Computation . الـ DNA Computation بيقدم تكنولوجيا جديدة لكن باستخدام نفس الـ Model . َبينما Quantum Computing بتقدم Model جديد خالص للـ Computation .

أتمنى يكون الشرح المبسط ده واضح ومفيد .

galaxy · 29th August 2008, 12:07 AM

تقبل تحياتي زميلي الفاضل ...

شرح مبسط واكتر من رائع ........قمت بعمل بحث علي الويب بشأن الموضوع واذا ما قابلني شيئ صعب كمقدمه للموضوع غير تخصصيه مثلا ساعود للاستفسار.......تقبل تقديري مرة اخري

أحمد فاروق · 29th August 2008, 12:26 AM

galaxy

تحت أمرك يا فندم

مواقع هامة وإعلانات نصية
البحث فى القرآن الكريم	القرآن الكريم - الشيخ البنا	الصحف المصرية والعربية	المصحف المرتل المنشاوي	تلاوات نادرة لمشاهير القراء	Pass Medical Exams

Latest Threads By This Member
Thread	Forum	Last Poster	Replies	Views	Last Post
سلطات رئيس الجمهورية في مسودة الدستور	شؤون مصر الداخلية	أحمد فاروق	7	2200	3rd December 2012 07:35 PM
مطلوب قرار وزاري من وزارة الصحة	خدمات عامة	نبيلة القطعاني	2	11839	22nd June 2012 02:48 AM
لو تكشف إجرام المجلس العسكري، تدفع تمن الحق؟	ثورة مصر ... 25 يناير 2011	NazeeH	29	5718	7th May 2012 05:58 PM
ثورة السعودية	ثورات عربية	أحمد فاروق	5	4476	15th March 2012 08:26 AM
ثقافة "شوبير"!	ثورة مصر ... 25 يناير 2011	أحمد فاروق	2	1417	11th February 2012 07:26 PM

المواضيع المتشابهه
الموضوع	كاتب الموضوع	المنتدى	مشاركات	آخر مشاركة
DNA - فكرة عن الاحماض النووية .	biopasha	إستشارات طبية	3	16th August 2010 04:17 AM
Human computation	أحمد فاروق	أخبار علمية	5	29th August 2008 02:16 AM

Arabic Discussion Forum with a Special Interest in Travel and Immigration

Immigration to Canada, Australia, and New Zealand

Egypt and Middle East Politics, History and Economy

Jobs in Saudi Arabia, USA, Canada, Australia, and New Zealand

أخبار علمية

DNA Computation