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凝音

第四十一章:記憶

凝音 宛若歲月 2010 2019-11-17 21:56:55

  ??rainbow rainbow rainbow

  bring a more beautiful smile??

  tea tea tea??

  sweet beauty of the world??

  tree tree tree??

  growing up on the road??

  ---^^Bonjour. Fr?hlichen Sonntagnachmittags Tee??

  休息休息??(《Send to you.》):“大家關(guān)注下鼠疫?!薄昂?。”“嗯,蔓姐,這是歷史上各大洲曾出現(xiàn)的鼠疫資料……”“哇,你動作快嘛!”“感覺蔓姐會問,哈哈哈,現(xiàn)在有一種答題答對了的快樂感?!薄虝旱木W(wǎng)絡(luò)視頻會議結(jié)束后,司徒景蔓看了幾份資料,便起身進(jìn)了廚房?!鞍⒛唬@個世界上最能裝東西的硬盤是什么?”“emmm?最能裝的硬盤,其實是我們的遺傳物質(zhì)?!薄鞍??”司徒景蔓被蘇幕的回答笑著瞪大了眼睛?!坝植皇恰抖呃?A 夢》里的記憶面包,第一步,把信息存儲到面包上;第二步,吃下面包,讓信息進(jìn)入人體。第三步,消化信息?!薄斑€真有哦,簡單看步驟的話,現(xiàn)在的科技就能做到前兩步了,DNA 存儲技術(shù)已經(jīng)能大規(guī)模寫入數(shù)據(jù)了。美國科技公司 Catalog 已能將 16 GB的維基百科英文版全部文本保存到了一條人工合成的 DNA 中?!薄八??”“所以DNA 存儲最直接的優(yōu)點是存儲量大。我給你畫個東西,你看那塊黃黃的液體重 3克,但其中 DNA 重量微乎其微。根據(jù)紐約基因組中心的數(shù)據(jù),一克 DNA 可存儲 215 PB 數(shù)據(jù)。把這些數(shù)據(jù)存到 1T 容量7毫米規(guī)格的硬盤里,硬盤堆在一起,有 1505 米高。世界最高建筑,迪拜塔也只有 828 米。DNA 存儲不僅存儲量大,壽命還長。正常硬盤使用壽命在 5到10年,遇到斷電沖擊等情況還會更短。常溫下 DNA 的可讀性能保持很久。保存得當(dāng),簡直一克永流傳,甚至萬年前的 DNA 都被還原了。以目前水平, DNA 可以存一些政府文件,歷史材料。估計以后也沒什么歷史、文化遺產(chǎn)之爭了。隨著技術(shù)發(fā)展, DNA 存儲可以取代數(shù)據(jù)中心。”“我親愛的personal computer,那電子數(shù)據(jù)是怎么存進(jìn) DNA 里的呢?”“記得生物課上講過, DNA 脫氧核糖核酸是一種雙螺旋結(jié)doublehelix的生物大分子,由堿基組成。DNA 鏈條上的長條就是堿基,DNA 中通常有四種堿基,大家直接理解成 A,T,C,G 就可以。堿基的排列順序決定了長相、智力,不同病癥的發(fā)病風(fēng)險等。舉個例子, ACA 的排列讓人眼神不好,按 CAC 排能讓人長高。其實就是遺傳信息。”“那就是DNA 鏈條能儲存遺傳信息也能儲存數(shù)字信息。”“對,但這么簡單的邏輯,當(dāng)時卻根本沒人細(xì)想,大家都在忙著破解基因密碼。只要找出堿基排列的規(guī)律和意義,就像擁有了人類修改器,改長相改素質(zhì)改壽命,變白變美變高變長壽。于是人類基因組計劃開始了一項工程。這項工程花費 30 億美元和十幾年時間,測出完整的人類基因序列。如果把破解堿基排列比作翻譯一本書,此時相當(dāng)于終于把書拿到手里?!薄澳沁M(jìn)展呢?”“雖說沒有立竿見影的成果,但這工程推動了 DNA 測序技術(shù)的發(fā)展。巨大需求量的刺激,讓 DNA 測序進(jìn)入自動化時代。破解不了堿基序列,人們就變實際了。畢竟都要吃飯的嘛,看不懂沒關(guān)系,排成咱看得懂的樣子,好歹當(dāng)個 U 盤,于是 DNA 存儲技術(shù)就這樣出現(xiàn)?!薄罢φf?”“如果把堿基看成 A , T , C , G 四個字母,堿基序列實際上就是一串英文。而數(shù)據(jù)實際上就是一串?dāng)?shù)字。把數(shù)字和堿基字母對應(yīng)起來,重新排列,就能表達(dá)內(nèi)容。知道轉(zhuǎn)換規(guī)則,就能從排列中讀取信息。DNA 存儲就是通過把堿基看成固定數(shù)字,將數(shù)字化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成堿基序列的方式。把 A,G 視為 0 ,C,T 視為 1 ,排列后合成。這就是最早的 DNA 存儲。為了存儲更多數(shù)據(jù),人們嘗試了把 A ,T ,C,G 看成 0 ,1,2,3 的四進(jìn)制。雖然四進(jìn)制能縮短數(shù)據(jù)長度,但同一堿基連續(xù)出現(xiàn),會讓序列不穩(wěn)定,影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。更高的進(jìn)制,四種堿基又不夠用,為了解決這個問題,人們用了一種三進(jìn)制的方案。這種方案里從第二位開始編碼,以前一位堿基來決定后一位。前一位堿基是 A ,下一位就把 A 排除,用 C,G,T 來代表 0,1,2 ?!薄按髱洠业哪X子繞暈了”,司徒景蔓一屁股坐在木板上,蘇幕看得莞爾一笑,也隨地而坐?!昂冒。唤駜褐v到這?”“不,我要聽,繼續(xù)!”“好,那我們可以試一試。剛才的數(shù)字用三進(jìn)制表達(dá)是 211101 。假設(shè)堿基序列第一位是 A ,轉(zhuǎn)換結(jié)果就是 ATCTCGA。第一個字母是 A 時,按照表格,代表 2 的字母是 T,T 后面代表 1 的字母是 C,C 后面代表 1 的是 T,依此類推。解決了編碼問題,大家玩嗨了,動圖、音頻、電影先后被存入 DNA 。2017 年,紐約基因組中心將電影火車進(jìn)站存入 DNA 。存入數(shù)據(jù)大小的記錄也快速刷新著, 2012 年哈佛 650KB 的記錄很快被 MB 級碾壓。2016 年記錄到了百兆級,微軟存了 200M 電子書,大概等同 789 本高中語文必修一。今年微軟做了個 DNA 自動存儲系統(tǒng),但是hello 這 5 個字母的存儲和讀取花了 21 個小時。emmmm,這就是 DNA 存儲的缺點了。但有關(guān) DNA 存儲的科技在不停進(jìn)步。2001 年至今,DNA 測序從上億美元降到了不到一千美元。今年 Catalog 的寫入速度已經(jīng)到了 4M 每秒。成本降到十萬分之一,寫入速度快了千萬倍。這種進(jìn)步幅度,足以對 DNA 存儲技術(shù)保持期待。在不久的將來,也許電腦里的硬盤就換成瓶裝 DNA 了”,蘇幕笑著舉起手中的畫?!班坂?,太逗啦!”“所以的所以,記憶面包不需要,多想想我,就對啦!”“yes!”……四季有夢,天涯相隨;春夏秋冬,海角相伴。你說,我是你體內(nèi)的力量;我說,你是我腦中的硬盤。我們約好,一起白頭。^~^(2019.11.17點滴隨筆)

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