همه ما با ابزار های ذخیره سازی اطلاعات مانند SSD ها، حافظه های فلش و کارت های SD با ظرفیت های مختلف سر و کار داشته باشیم. اما احتمالا به زودی به یک تکنولوژی ذخیره داده های دیجیتال جدید احتیاج داشته باشیم، چون همه آنها با گذشت زمان پر می شوند.
خوشبختانه نیاز به نگرانی نیست. دانشمندان مرکز ژنوم نیویورک روش جدیدی ابداع کرده اند که در آن داده های دیجیتالی در DNA رمزگذاری می شوند. این طرح بزرگترین برنامه ذخیره داده های دیجیتال با حجم بالاست که تا به حال راه اندازی شده است. این طرح می تواند 215 پتابایت (215 میلیون گیگابایت) را در یک گرم DNA ذخیره کند. (این بدان معنی است که همه اطلاعاتی که از شروع تاریخ تا به امروز توسط انسان ها تولید شده است را می توان در محفظه ای به سایز و وزن دو وانت ذخیره سازی کرد) و امکان دارد صدها هزار سال دوام داشته باشد. جالب نیست؟
ذخیره داده های دیجیتال در DNA چگونه ممکن شده است ؟
DNA موجود در سلول های ما حاوی دستورالعمل هایی برای ساخت تمام پروتئین هایی است که عملکرد بدن ما را ممکن می سازد. DNA از ترتیب های تکراری اسیدهای نوکلئیک آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین (A ، G، C و T) تشکیل شده است که گاهی اوقات به عنوان جفت پایه نامیده می شود. هر دنباله سه پایه ای به یک اسید آمینه متفاوت تبدیل می شود که اجزای پروتئین هستند. این همان ذخیره داده های دیجیتال است، درست مثل آنچه که ما با هارد دیسک ها انجام می دهیم اما با پتانسیل و تراکم بسیار بالاتر.
چهار حرف الفبای DNA ذکر شده (A ، C، G و T) می تواند به کد باینری تبدیل شود، به عنوان مثال، 00 برای A ، 01 برای C ، 10 برای G و 11 برای T. دانشمندان به الگوریتم هایی که برای رمزگذاری و رمزگشایی داده ها مورد استفاده قرار می گرفتند، توجه نموده و ابتدا فایل ها را به رشته های باینری 1 ها و 0 ها تبدیل کردند و آنها را به شکل یک فایل اصلی فشرده کردند و سپس داده ها را به رشته های کوتاه باینری تقسیم کردند. آنها الگوریتمی را به نام چشمه DNA طراحی کردند که به صورت تصادفی رشته ها را به قطرات بسته بندی می کرد، و هر کدام به همراه برچسب هایی برای اینکه پرونده بتواند به آسانی کنار هم قرار بگیرد همراه می شد .
آنها با شش فایل شامل یک سیستم عامل کامل کامپیوتری و یک ویروس کامپیوتری کار خود را آغاز کردند. در مجموع، محققان یک لیست دیجیتالی از 72000 رشته DNA، هر کدام به طول 200 پایه ایجاد کردند. سپس آن ها را به عنوان فایل های متنی ارسال کردند و بعدا رشته ها به یک کامپیوتر برگردانده شدند تا کد ژنتیکی را دوباره به باینری ترجمه کند و با استفاده از برچسب ها شش فایل اصلی اولیه را بسازد. این رویکرد به اندازه ای خوب عمل کرد که فایل های جدید شامل هیچ خطایی نبودند و همچنین قادر به ایجاد تعداد نامحدود کپی بدون خطا از فایل های خود بودند.
مزایا ذخیره سازی دیجیتال بر روی DNA :
تخمین ها بر اساس ژنتیک باکتری نشان می دهد که DNA دیجیتال می تواند یک روز با تکنولوژی ذخیره سازی امروز رقابت کند یا از آن جلو بزند. DNA فواید زیادی برای ذخیره داده های دیجیتال دارد:
- فوق العاده جمع و جور است
- اگر در یک مکان سرد و خشک نگهداری شود می تواند صدها هزار سال دوام بیاورد.
- تا زمانی که جوامع انسانی خواندن و نوشتن DNA را بلد باشند، می توانند آن را رمزگشایی کنند.
- DNA در طول زمان، مانند نوار کاست و سی دی فرسایش نمی یابد و از رده خارج نمی شود.
معایب ذخیره سازی دیجیتال بر روی DNA :
- هزینه بالا
- خواندن DNA به طور قابل ملاحظه ای سخت تر و کند تر از ترانزیستورهای کامپیوتری رایج است، به عبارت دیگر، از نظر سرعت دسترسی، از SSD رایانه های معمولی یا دیسک های سخت مغناطیسی کمتر است.
هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.