基于多染色體基因表達(dá)式編程的可逆邏輯綜合方法研究.pdf

1、可逆邏輯電路是由可逆邏輯門依次級聯(lián)構(gòu)成，利用給定的邏輯門，按照可逆邏輯電路無扇入扇出、無反饋等約束條件和限制，實(shí)現(xiàn)預(yù)期邏輯功能且盡可能優(yōu)化的可逆邏輯電路。它以可逆方式進(jìn)行邏輯運(yùn)算、不丟失輸入信息，是一種可避免信息損失和有效降低能量損耗甚至達(dá)到零損耗的新型電路?？赡孢壿嬰娐肥菍?shí)現(xiàn)量子計(jì)算的基礎(chǔ)，它和常規(guī)不可逆邏輯電路存在較大差異?？赡孢壿嬰娐返木C合方法與現(xiàn)行的非可逆邏輯電路綜合方法截然不同，比傳統(tǒng)邏輯綜合具有更大的難度。
　　本文尋

2、求以較少的運(yùn)算量和人工參與，可自動(dòng)地生成和優(yōu)化可逆邏輯表達(dá)式的綜合方法,論述了可逆邏輯綜合的基本原理，技術(shù)特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀，通過研究單基因的基因表達(dá)式編程算法和多染色體基因表達(dá)式編程算法，對常規(guī)的基因表達(dá)式編程算法進(jìn)行了改進(jìn)。將單基因編碼方式改進(jìn)為多基因的編碼方式，將多染色體編碼方式改進(jìn)為染色體之間具有相互聯(lián)系的編碼方式，并將多基因和具有相互聯(lián)系的多染色體基因表達(dá)式編程算法應(yīng)用于可逆邏輯綜合，以提高綜合能力和優(yōu)化程度。具體地從基因的編碼方

3、式和適應(yīng)度函數(shù)的改進(jìn)出發(fā)，對算法進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，主要的研究內(nèi)容和結(jié)果包括以下幾方面：
　?。?）針對基因表達(dá)式編程算法的單基因編碼方式，將單基因編碼方式改進(jìn)為多基因的編碼方式，使得一個(gè)復(fù)雜的個(gè)體可以通過較少的字符編碼來表示。
　　（2）針對多染色體基因表達(dá)式編程算法的多染色體無相互聯(lián)系的編碼方式，將多染色體無相互聯(lián)系的編碼方式改進(jìn)為染色體之間上層染色體對下層染色體具有調(diào)用關(guān)系的編碼方式。染色體之間具有調(diào)用

4、關(guān)系的編碼方式解決了原多染色體之間沒有相互聯(lián)系的缺點(diǎn)，使得同一個(gè)個(gè)體之間的染色體與染色體之間可以進(jìn)行信息交換，使個(gè)體自身內(nèi)部能進(jìn)行各種進(jìn)化操作。
　?。?）在改進(jìn)的多染色體調(diào)用模型的基礎(chǔ)上，增加了染色體體重組和基因隨機(jī)重組操作。
　?。?）面向可逆邏輯綜合問題，改進(jìn)了多染色體基因表達(dá)式編程算法的適應(yīng)度函數(shù)，使算法適用于可逆邏輯綜合。
　?。?）利用C語言編程實(shí)現(xiàn)了多基因編碼和多染色體調(diào)用模型編碼的可逆邏輯綜合，初步實(shí)現(xiàn)