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DNA存数据

发布时间:2020-09-01 20:30来源:于振海网作者:王佳蕾文章ID:44677浏览:

【原文】
    DNA存数据
    王佳蕾
    ①“欢迎来到DNA数据保护中心!您现在正在档案室里。”讲解员微笑着做了一个手势,示意我们可以行细观察这间屋子。仅仅三十多平方米的房间,储藏着全世界三分之一人口的所有数码信息!包指数千亿张家庭相片、自拍文件、影像资料、音乐文件和个人资料。这个场景一点也不“科幻”,就像在硬盘上保存数据一样,人们已经知道怎么在DNA上保存数据了。2016年4月,著名的好莱坞影视技术公司特艺集团的研发团队宣称自己已经在几段DNA上储存了100万份电影《月球旅行记》的拷贝。
    ②特艺集团的成就并非创举。早在2012年和2013年,就有两个团队将一本300页的书、若干图像、一个PDF文件,甚至声音成功地储存在了DNA上。而这次新奇之处在于第一次成功地把视频资料储存到了DNA上。这也说明现在已经可以在DNA上存储一切数码信息
    ③那么,DNA是如何记录视频的呢?特艺集团请来美国基因学家当顾问。他们首先将电影数码化,转化成电脑能识读的二进制语言,也就是转化成一系列0和1的编码。然后研究人员将这些二进制编码转化成由四个碱基(A、C、C、T)构成的DNA编码。得到这串编码后,就能制成相应的DNA序列,并在合成器(一种能自动拼接A、C、C、T的机器)的帮助下,拷贝数千份。这样就获得了DNA片段,它们如头发丝一样漂浮在装有液体的玻璃容器里,每一份都包含着电影的一个片段。
    ④如今,人类产生越来越多的信息,而储存它们变得越来越困难。在电脑和手机的时代,我们现在每年制造出来的数据要比人类有文字以来产生的数据总和还要多!预计从2013年到2020年,这一数据量将增长11倍,且这种趋势并无逆转迹象。根据数据储存专业公司易安信的计算,如果用内存为128GB的苹果ipadAir来储存这些数据,所需的ipadAir叠起来可以在地球到月球之间堆六摞。人类呼唤比现有储存系统更高效的新系统。
    ⑤DNA恰能满足以上需求,数十亿年来,它一直是生物遗传信息的载体。DNA能将数量惊人的数据储存在极小的体积里,因此最具高效性。在体积不到一只蚂蚁的百分之一的人类细胞核中,DNA包含有35亿对碱基,后者是编码遗传信息的最基本的材料。在硬盘上,信息以“字节”(0或1)形式记录,每个字节要占200纳米(0.0002毫米)的空间;而在DNA上,记录一个字节只需0.2到0.3纳米。
    ⑥如今,Google、Facebook和亚马逊为了储存数据,需要多个面积数倍于标准足球场的数据中心的支持,而且这还很耗电。如果用DNA这种新型载体,只需一个汽车后备厢就能满足它们所有数据的储存需求。
    ⑦DNA储存的另一张王牌就是它的持久性。只要储藏空间保持寒冷干燥且避光,保存时效就可长达数世纪,甚至更长。人们在冰层里发现了几万年前猛犸象的DNA,还能成功将其破译出来,就是最好的证明。现有的其他载体,无论是硬盘、CD还是DVD,最多只能保存数十年;过了这个期限,首先硬件就会更新换代,再也找不到能读取它们的机器了。但DNA储存就没有此类问题:只要有人类存在,就一定会有破译编码的技术。
    ⑧不过DNA储存还无法立即取代硬盘。读取(排序),尤其是写入(合成)所需的时间还是太漫长了。不仅如此,这两个步骤目前耗资甚巨,合成成本可达数百甚至数千欧元。
    ⑨但数十年后,或许DNA储存就会普及。对于没有迫切使用需求的信息,我们就可以考虑用DNA来储存。事实上,DNA储存已经引起了电影公司、博物馆、档案馆,还有诸如亚马逊、Google之类有长期信息储存需求的机构的兴趣。
    ⑩信息技术巨头微软公司即于2016年4月宣布,将购买1000万条DNA,用于研究数据储存。这次可以肯定的是,科学终于追上了科幻小说的步伐!
    (原文有删改)

【问题】
    20.请根据选文内容填写下面表格,(4分)

段落
说明内容
第⑤一⑦段
DNA储存的特点
(1)
(2)
第⑧段
(3)
第⑨段
(4)
    21.选文第①②段有什么作用?(2分)
    22.选文第⑥段运用了哪些说明方法?有什么作用?(4分)
    23.选文第⑨段中的加点词语“或许”能否删掉?为什么?(3分)
    但数十年后,或许DNA储存就会普及。
    24.下列说法中对选文内容表述正确的一项是(    )(3分)
    A.早在2012年,就已经有团队将文字、图像、PDF文件、声音和视频成功地存储在了DNA上。
    B.虽然现在我们每年制造出来的数据比人类有文字以来产生的数据总和还要多,但是在未来这种情况会逐渐好转。
    C.DNA储存虽有许多优势,但在现有的情况下,还不能立即取代硬盘。
    D.只要储藏空间保持寒冷干燥,DNA储存的保存时效就可长达数世纪,甚至更长。

【参考答案】
    20、高效性;持久性;DNA储存无法立即取代硬盘的原因;DNA储存的应用前景。
    21、列举特艺集团和其他团队在DNA上存储数码信息的例子,引出说明对象DNA存储,激发读者的阅读兴趣。
    22、举例子,作比较。列举Google、Facebook和亚马逊用硬盘储存技术的情况,同时将Google、Facebook和亚马逊运用硬盘存储数据所需要的数据中心大小与采用DNA新型载体存储数据所用数据中心大小作比较,具体、突出地说明了DNA数据存储具有高效性的特点。
    23、不能删去。“或许”表推测,意思是数十年后,DNA储存有可能就会普及,如果删掉就表示一定会普及,表意太绝对化,与事实不符,不能体现说明文语言准确、严密的特点。
    24、C
 

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