Nanoağ Mesajlaşma Teknikleri Ve Salgısal Bağışıklığa Dayalı Veritabanı Uygulamaları

Abstract

Nano-makinalar nanoağların en basit elemanları olarak kısıtlı kapasitesileri ve ebatları ile sadece çok basit görevleri yerine getirebilirler. Bu dezavantaj kompleks görevleri tamamlayabilmek için nano-makinalar arasında iletişim ihtiyacını da beraberinde getirmektedir. Nano-makinalar arasında ileşiminin sağlanabilmesi için her nano-makinanın kendine özel bir adresi ve bu adresleme ile uyumlu transmisyon ve yayılım mekanizmaları oluşturulmalıdır. Bu çalışma her nano-elemanın kendine özgü tek sarmal DNA adresinin olduğu bir nanonetwork altyapısı kullanmaktadır. Yayılım ve transmisyon sistemleri de bu tek sarmal DNA adresleme altyapısının kapsüller ve mikrotübüller üzerinde kullanımına dayanmaktadır. Bu şekilde biyolojik ortamlarda klasik yayılım ve transmisyon sistemi olan iyon dağılıma bağlı yöntemlerin dezavantajlarından kurtulunmuştur. Hücre adresleme, yayılım ve transmisyon sistemi ihtiyacının tek sarmal DNA ya dayalı mekanizmalar ile çözümü sonrası, nanoağlarda son gereksinim nano-makinalar için bir veritabanıdır. Bu tezin yazarı veritabanı gerçeklemesi için hücrelerde salgısal bağışıklığa dayalı bir veritabanı sistemini önermektedir. Bu veritabanı sistemi yardımı ile hücler komşu hücrelerin tek sarmal DNA adreslerini saklayabileceklerdir. Bu çalışmada veritabanı uygulamalarının yanısıra nano-elemanlar arası yeni bir mesajlaşma altyapısı da önerilmiştir. Bu mesajlaşma altyapısı sayesinde nanonetworkdeki hücreler arasında tek yöne yayın(unicast), çoğa gönderim(multicast) ve tüm yönlere yayın(broadcast) mesajlaşma şekilleri mümkün olmuştur. Sonuç olarak önerilen bu nanoağ ortamı mesajlaşma ve veritabanı altyapıları ile bilgi teknolojilerin bakış açısına çok daha yakın bir altyapıya sahiptir. Bu altyapı önümüzdeki yıllarda nanonetwork uygulamalarının günlük yaşamda kullanımına olanak sağlayabilir.

Nano-machines as the basic functional units of nanonetworks can achieve very simple tasks due to their limited size and complexity. This drawback brings up the necessity of communication between nano-machines in order to achieve complicated tasks. In order to achieve communication between every nano-machine a unique identification mechanism, propogation and transmission systems are required. This work uses a nanonetworking schema based on the unique identification of ssDNAs attached to every nano-element. Propagation and transmission systems, which are also using ssDNAs on vesicles and microtubules, have avoided the disadvantages of short range communications based on ion spreading. Providing that host identification, propagation and transmission requirements are solved with a ssDNA based mechanism, the final necessity in the nanonetwork is a database mechanism for the nano-machines. Author of this thesis have proposed a humoral immunity based database mechanism which will be used in cells for storing the ssDNA addresses of the neighbour nano-elements. Besides the database implementation in biological environment, messaging framework which enables unicast, multicast and broadcast messaging among nano-elements, is also proposed in this work. Finally, the resulting nanonetwork environment is much closer to the information technology point of view with its ability of advanced messaging and database implementations. This framework could be used to employ nanonetwork implementations within daily life in next couple of decades.