文献综述（或调研报告）：
在数字逻辑电路的设计中，布尔值应该以一个准确的方式被定义，并且整个二进制计算系统中的比特位也应该纳入考量的范围。接下来的这个部分即将从多个不同的角度来揭示如何利用DNA 计算来解决这些问题，从而达到将数字逻辑引入生化层面的目的。
一个实验性质的研究[1]基于DNA 链置换反应，主要地阐述了实验者在进行实验过程中的步骤和相关细节设定。实验中实现了很多数字逻辑门的功能，像与门、或门、与非门和异或门。为了得到一个更大规模的数字逻辑电路，这些级联的逻辑门的输入和输出都必须分别独立出来，直到他们不再被牵扯进入计算的系统中。从结论上来看，他们监控了某些DNA 链中荧光物质的相对浓度，并且定义了一个阈值来将他们得到的实验值转换为为布尔值。如果得到的实验值高于这个阈值，那么这个实验值将被认为代表的是布尔值1，而如果得到的实验值低于这个阈值，那么这个实验值也会相反地被认为代表的是布尔值0。然而，实验中的这个方法的缺点同样非常明显。因为在实验中，所有的设计涉及到的输入输出都是将数字电路得到的模拟波形进行近似或者是模糊化，并且没有非常完美的DNA链置换反应，所以这些不完美的DNA 链置换反应使得输入和输出信号中出现了一些细小的损失。当这些设计的电路不断扩大规模，这个现象会出现在逻辑门级联的各个层次，并且最终形成一个较大的误差，而这毫无疑问限制了这个方法所设计的生物电路的规模大小。
像上面所示的单轨的逻辑表示方法已经被研究者研究并使用了，而双轨表示形式表示的值同样能够在类似的方法中发挥作用。在[2]中表示的二进制系统就是以这样一个不同的方式定义的。双轨值在这个系统中同样被用来表示布尔值0 和1。给定一个反应物w，如果0w 在计算系统中存在那说明现在表示的是布尔值0，反之如果1w 存在那说明现在表示的是布尔值1。所有设计的化学反应都遵循这个定义。这项研究中使用了这个方法来在化学反应网络中设计数字逻辑电路中的其他模块，例如与非门、扇出门和信号复位门。同样地，这些新设计的模块之间组合成的更为复杂的架构也被设计出来。为了方便实验实现，文中还着重介绍了反应列表背后的反应环境和生物原理。在文章的最后，这种方法的缺点也被点明，双轨的表示方法使得整个反应计算系统中对于存在与否的监测大大增多了。除此之外，这个方法必须要花费非常多的精力来改进和处理非理想输入输出，像0:99 和0:01，然而这些非理想输入输出在很多研究中是非常常见的并且占据了很大一部分。这使得这种设计方式设计出来的架构无法更新，并且设计方法中设定的阈值对于大多数算法来说显得太过于理想化。
相似地，蒋华的研究[3] 则主要讨论的利用化学反应来实现数字电路模块。整个设计都是基于DNA 链置换反应的。数字电路中的值0 和1 被2 个不同的反应物X0 和X1 来表示。X0 表示0，X1表示1。和[2] 文中的方法类似，这2 种反应物无法同时与彼此共存。在这个方法中，逻辑门中计算每一位值的原理很容易就被归纳出来。根据归纳的原理，基础的数字电路模块就被移植到了与之相对应的化学反应网络中去。除了最基本的数字逻辑门，D 触发器和D 锁存器都被以相同的方式设计出来了。为了保证这个设计的可行性与正确性，相对应的常微分方程（ODEs）都被列举出来了。有了这些基础的模块，更多更复杂的模块能够利用这戏基础模块的组合来实现像全加法器、半加法器和线性反馈移位寄存器。因此，更为复杂的逻辑电路设计方法可以以这种方式得到。
除了这些传统的设计，通过将前面这些设计的逻辑门组合起来还能够构成一个特别的” 跷跷板”门[4]。使用双轨逻辑来表示二进制的值，这个” 跷跷板” 门有四种基本的组成部分，其中包括输入、阈值、染料和输出门。一旦串联起来一对” 跷跷板” 门，他们本质上可以表现与操作或者或操作。为了能够实现相关的操作，阈值反应物的初始浓度设定非常重要。与双轨逻辑表示相结合，非操作也能够在这个设计方法中实现。这意味着任何与- 或- 非电路都能够使用” 跷跷板” 门和双轨逻辑设计出来，并且翻译进入DNA 实现层面。以这个方法为基础，设计者们可以很简单地通过使用下面的5 个基本元素来获得目标DNA 电路：一个给定的与- 或- 非逻辑电路、双轨逻辑、” 跷跷板” 门、DNA片段和DNA 序列。此外，由于定义的集成门和放大门，这些设计的逻辑电路能够支持多输入和多输出。尽管是一次性的，这个系统设计的数字电路仍然可以保持较大的规模。
与前面的化学反应网络不同，为了对活细胞编程，文献[5] 根据硬件描述语言Verilog 背后隐藏的逻辑信息，提供了一个新的平台Cello 1)来自动设计基因电路。这其中的机制可以被下面的部分描述。为了实现最后的目标，首先必须解析Verilog 文本。根据解析的结果，这个电路的示意图可以被制作出来。由于Cello 通过绘制布尔逻辑门库来设计基因电路，下一步是安排这些门以完成电路设计。然后我们就可以实现从传统逻辑门到遗传电路DNA 序列的转换。在下图中，凸起的箭头代表启动子，茎上的圆圈表示核酶绝缘子，半球是核糖体结合位点（RBS），蛋白质编码序列用大箭头表示，终止子用”T” 表示。部件颜色与物理门相符。将栅极( gates 可能是逻辑门而不是栅极）组合在一起并努力隔离不同的栅极，绝缘电路的结果是非常正确的。与其他一些研究相似，应用荧光蛋白来呈现最终结果。如果荧光高于阈值，我们可以将结果定义为布尔值1，否则定义为0。
在[6] 中还回顾了在生物水平上合成数字和模拟电路的不同对应方法。在这篇综述中，研究人员主要表现出他们对数字存储器，计算器和多输入逻辑门的兴趣。在所提及的基于生物学的电路中，化学浓度可用于表示数字信号。基于DNA 设计的存储器由于其高并行性而在稳定性和可扩展性方面也具有巨大潜力，尽管它没有维持状态的有效手段。这篇文章中实现了能够检测输入，生物环境和内源细胞的电路。类似，本文还倾向于使用适当的阈值将原始模拟信号传输到数字信号。多输入逻辑门组合地集成了所有输入信号，这些输入信号指的是仅与当前输入相关并且没有使用存储器的数字计算。
