Теоретико-информационные проблемы ДНК-памяти
Ключевые слова:
системы хранения информации, ДНК-память, каналы передачи информации, пропускная способность канала, ошибки замены, ошибки вставки, ошибки выпадения.Аннотация
Введение: взрывной рост объемов производимой человечеством информации ставит новые фундаментальные задачи, связанные с ее эффективным хранением и доступом к ней. Широко используемые при этом магнитные, оптические и полупроводниковые устройства хранения имеют ряд существенных недостатков, связанных, прежде всего, с ограничениями на объем и долговечность хранения. Одной из возможных альтернатив, активно исследуемой в последние годы, является хранение данных с помощью молекул ДНК. Цель: обзор текущего состояния методов хранения информации с помощью молекул ДНК и связанных теоретико-информационных проблем. Результаты: сделан обзор современного состояния дел в разработке систем ДНК-памяти. Проведен анализ типов ошибок, возникающих в таких системах, и корректирующих кодов для выявления и исправления этих ошибок. Показаны недостатки предложенных на сегодня кодов и указаны возможные направления их улучшения. Приведен анализ существующих теоретико-информационных моделей каналов для систем ДНК-памяти и присущих им ограничений. В заключении обзора сформулированы основные проблемы на пути создания практических систем ДНК-памяти, решению которых послужит дальнейшее развитие теоретико-информационных методов, рассмотренных в настоящем обзоре.
