Le cyberblog du coyote

 

Extra
Langues :

Editorial

Ce blog a pour objectif principal d'augmenter la culture informatique de mes élèves. Il a aussi pour ambition de refléter l'actualité technologique dans ce domaine.



samedi 26 janvier 2013

L’ADN, une molécule au service des maths

L'ADN est douée de propriétés étonnantes. Et aurait une capacité incomparable à résoudre, par des calculs en parallèle, certains problèmes de mathématiques combinatoires jugés difficiles sinon impossibles avec l'ordinateur classique). Il ne s’agit pas donc de bluff : en termes de chiffres, on parle de plus d’un millier de milliards de calculs simultanés. En tant que tel, un problème mathématique complexe qui aurait pris plusieurs millénaires peut être fait par l’ADN d’ordinateurs en quelques heures. Avec cette molécule, la vérification pas à pas de la conjecture de Goldbach, entamée par certaines universités il y a des années, aurait pris une sérieuse option. Aujourd’hui, ce casse-tête est vérifié jusqu’à la limite de 1018. Avec l’ADN, on serait certainement dans les méandres de l’infini. Retour sur les brins de promesses de l'ordinateur à ADN.

(Retour sur la Bio-informatique). Ce n’est ni plus ni moins que le code “ADN” qui est en train d’être testé pour servir de cerveau à des ordinateurs. Et ce n’est pas de la science fiction !
L’ADN, populairement représenté par une double hélice, représente le code de vie qui contrôle le devenir et les fonctions physiologiques de tout organisme vivant. La science tente depuis des années de développer une version manufacturée de l’ADN pour profiter de ses importantes capacités de stockage de l’information. Des chercheurs universitaires japonais ont annoncé la création de la première molécule d’ADN presque exclusivement constituée de composants artificiels. Selon eux, cette découverte pourrait déboucher sur des applications en thérapie génique ou en miniaturisation informatique. On manipule déjà l’ADN au sein de circuits électroniques très simples.
L’ADN est l’assemblage de quatre bases chimiques qui en constituent les briques et codent le métabolisme des protéines à l’œuvre dans la vie et le développement cellulaires. Mais à l’université de Toyama, Masahiko Inouye et ses collègues ont réussi à intégrer quatre bases entièrement nouvelles et artificiellement produites au réseau gluconique de la molécule d’ADN, obtenant une structure à double brin inhabituellement stable et ressemblant à l’ADN naturel, selon le communiqué des chercheurs.
Un système de calcul utilisant de l’ADN s’appuie sur des mécanismes de codage fondamentalement différents de ceux de l’ordinateur conventionnel : Dans nos machines classiques, c’est la manipulation de charges électriques portés par des électrons au sein de dispositifs de commutation électroniques (transistors) qui matérialise l’information codée sous une forme binaire. Avec les ordinateurs à base d’ADN, l’information est traduite en termes d’unités chimiques de l’ADN.

Un peu d’histoire

En 1994, Leonard Adleman a démontré la possibilité de construire de véritables bio-ordinateurs à ADN, bien adaptés pour résoudre, par des calculs en parallèle, certains problèmes difficiles de mathématiques combinatoires (très longs à traiter avec un ordinateur classique).
En 2002, J. Macdonald, D. Stefanovic et M. Stojanovic ont créé un calculateur à ADN capable de jouer au jeu du morpion contre un joueur humain. Le calculateur est constitué de neuf bacs correspondant aux neuf cases du jeu. Chaque bac contient un substrat et diverses combinaisons d’ADN enzymatique. Le substrat est lui-même constitué d’un brin d’ADN auquel on a greffé à une extrémité un groupe chimique fluorescent, et à l’autre un groupe répresseur. La fluorescence n’est active que si les molécules du substrat sont coupées en deux. Les ADN enzymatiques simulent des fonctions logiques. Par exemple, tel ADN se dépliera si l’on a introduit deux types particuliers de brin d’ADN, reproduisant la fonction logique ET.
Par défaut, le calculateur est supposé jouer en premier dans la case centrale. Le joueur humain possède en entrée huit différents types de brins d’ADN affectés à chacune des huit cases qu’il est susceptible de jouer. Pour indiquer qu’il coche la case n°i, le joueur humain déverse dans tous les bacs les brins correspondant à l’entrée n°i. Ces brins se lient à certains ADN enzymatiques présents dans les bacs, ce qui entraîne, dans l’un d’entre eux, la déformation de l’ADN enzymatique qui se lie au substrat et le découpe. Le bac correspondant devient alors fluorescent, indiquant quelle case joue le calculateur à ADN. Les divers ADN enzymatiques sont répartis dans les divers bacs de façon à assurer la victoire du calculateur à ADN contre le joueur humain.
Les ordinateurs à base de silicium sont depuis plus de 40 ans de plus en plus petites, complexes et rapides. Conformément à la loi de Moore, la taille du microprocesseur est réduite de moitié tous les dix-huit mois. Cependant, il y a une limite à cette course au plus petit, plus rapide et plus.

Remplacer les ordinateurs au silicium

Les Ordinateurs à ADN sont prometteurs parce qu’ils n’ont pas ces limites. Pour les fabricants de puces à base d'ADN, pas de problème d'approvisionnement de matières premières; comme l’ADN existe dans toutes les choses vivantes. D'où peu de frais. Deuxièmement, la fabrication de puces à ADN ne produit pas de sous-produits toxiques.
Encore, les ordinateurs à ADN seront beaucoup plus petits que les ordinateurs actuels. Une seule puce à ADN peut contenir toutes les informations jusque-là stockées sur tous les ordinateurs dans le monde. Un ADN ordinateur de la taille d’une goutte sera plus puissant que les plus puissants superordinateurs.
Une puce à ADN de la taille d’un jeton aura la capacité de réaliser 10 billions de calculs en parallèle à un moment donné ainsi que de tenir dix téraoctets de données. La capacité à exécuter des calculs parallèles, des milliers de milliards de calculs parallèles, c’est impossible pour nos ordinateurs actuels. En tant que tel, un problème mathématique complexe qui pourrait prendre avec nos ordinateurs des milliers d’années peut être fait par l'ordi à base l’ADN en quelques heures.
Des recherches montrent que les ordinateurs à base d’ADN sont capables de résoudre des équations mathématiques complexes et de stocker d’énormes quantités de données. Les ordinateurs biologiques cristallisent plusieurs espoirs parmi lesquels une puissance de traitement incomparable face à celle de nos ordinateurs actuels mais aussi des capacités de stockage infiniment plus importantes que celles de nos supports physiques.
Actuellement le temps de réponse des ordinateurs à ADN est encore très lent se comptant en heures, jours voire semaines selon les cas. Mais au-delà de cette longue attente, la capacité de l’ADN à traiter en parallèle une quantité très élevée de tâches pourrait en faire un atout intéressant dans le domaine scientifique. Reste que ce type de machine fonctionne grâce à des manipulations génétiques sur des organismes vivants, ce qui ne sera pas sans poser des problèmes d’éthique à certains égards.

Une synthèse de Sylvain Bangoura (Obamaths)
D'après un article de Futura-sciences

mercredi 23 janvier 2013

Les langages de programmation les plus populaires

Chaque mois, le site TIOBE publie un classement des langages de programmation, et génère un certain nombre de spéculations sur l’avenir des langages. L’occasion de faire le point de ce soi-disant indice de popularité et de passer en revue les alternatives.

Lire l'article sur 01Net Entreprises

dimanche 20 janvier 2013

Comment bien brasser les cartes ?

Les amateurs de jeux de cartes savent qu'il faut accorder beaucoup d'attention au brassage des cartes pour éviter la triche, mais qu'en est-il par exemple dans les jeux de poker en ligne ?
Les informaticiens se sont beaucoup cassé la tête sur le tri des données, mais relativement peu sur les problèmes de brassage, moins fréquents et apparemment plus simples. Mais comme disait M. Poisson : "il faut se méfier des appâts rances" ©...

Lire l'article sur le blog Pourquoi, comment, combien ?