DNA存储：从理论到实验的编码与解码技术
引言
DNA存储作为一项颠覆性技术，凭借其超高密度（1克DNA可存储2PB数据）、超长寿命（千年级保存）和低能耗特性，正在重塑数据存储的未来格局。本文将深入解析DNA存储的核心技术——编码与解码，结合理论框架与实验代码，揭示如何将二进制数据转化为生物分子语言，并实现无损恢复。
一、DNA存储技术原理
DNA存储通过将二进制数据（0/1）映射为四种碱基（A/T/C/G），构建数字-生物的桥梁。其核心流程包括：
二、编码技术：从基础映射到高级算法
1. 基础映射方案
最简单的编码方式是直接映射：
bit_to_base = {
\’00\’:\’A\’, \’01\’:\’C\’, \’10\’:\’G\’, \’11\’:\’T\’}
base_to_bit = {
v:k for k,v in bit_to_base.items()}
def simple_encode(binary_str):
dna = []
for i in range(0, len(binary_str), 2):
chunk = binary_str[i:i+2]
if len(chunk) < 2:
chunk += \’0\’ # 补零
dna.append(bit_to_base[chunk])
return \’\’.join(dna)
def simple_decode(dna_seq):
binary = []
for base in dna_seq:
binary.append(base_to_bit[base])
return
