分子数据存储集成系统及用于分子数据存储的方

本公开涉及分子存储，尤其涉及一种分子数据存储集成系统及用于分子数据存储的方法。背景技术：1、随着信息技术的大幅发展，人们对于数据存储的需求也在迅速提高。传统的数据存储介质包括硬盘、闪存、磁带、光盘等，其存在存储密度低、保存时间短、能耗高等问题。为了实现更高的存储密度和更可靠的存储效果，目前已提出了在分子中存储信息的相关方法和设备。以dna分子进行数据存储为例，其存储密度理论上可以达到传统存储介质的106至107倍以上，数量级地降低数据存储运行和维护的费用。此外，dna还非常稳定，在干燥低温的条件下，其中的数据可以保存千年以上。另外，在碳排放和能耗、数据安全、便携性等方面，dna存储相比于传统的存储方式也有着非常大的优势。然而，当下还缺乏一种合适的用于分子数据存储的系统，以方便地实现与分子存储相关的各种操作。因此，存在对现有分子存储技术进行改进的需求。技术实现思路1、本公开的目的之一在于提供一种分子数据存储集成系统及用于分子数据存储的方法。2、根据本公开的第一方面，提供了一种分子数据存储集成系统，包括：3、电子文件子系统，所述电子文件子系统被配置为以电子信息的形式执行电子数据的接收、发送、读取、写入和管理中的至少一个操作；4、分子数据写入子系统，所述分子数据写入子系统与所述电子文件子系统通信地连接，且所述分子数据写入子系统被配置为将以电子信息的形式存在的被存储数据转换为以分子的形式存在的组合物；5、分子数据存储子系统，所述分子数据存储子系统被配置为接收并存储来自所述分子数据写入子系统的组合物；以及6、分子数据读取子系统，所述分子数据读取子系统与所述电子文件子系统通信地连接，且所述分子数据读取子系统被配置为接收来自所述分子数据存储子系统的组合物，并将组合物转换为被存储数据。7、在一些实施例中，所述电子文件子系统包括：8、通信单元，所述通信单元被配置为接收被存储数据和操作指令，以及输出被存储数据；9、编码解码单元，所述编码解码单元被配置为对被存储数据进行编码以产生以电子信息的形式存在的分子模块组装数据，以及对分子模块组装数据进行解码以读出被存储数据；以及10、电子文件单元，所述电子文件单元为电子缓存区并通信地连接在所述通信单元和所述编码解码单元之间，且所述电子文件单元包括：11、文件写入子单元，所述文件写入子单元被配置为将来自所述通信单元的被存储数据传输给所述编码解码单元用于编码；12、文件读取子单元，所述文件读取子单元被配置为将由所述编码解码单元解码的被存储数据传输给所述通信单元；和13、文件管理子单元，所述文件管理子单元被配置为对被存储数据进行管理。14、在一些实施例中，所述文件管理子单元包括数据修改子单元，所述分子数据存储子系统包括控制单元，且所述控制单元与所述数据修改子单元通信地连接；15、所述数据修改子单元被配置为响应于修改指令，替换被存储数据；16、所述编码解码单元被配置为对替换的被存储数据进行重新编码以产生更新的分子模块组装数据；17、所述控制单元被配置为根据所述数据修改子单元的指示，对与被替换的被存储数据对应的组合物的物理存储位置进行定位，以及接收来自所述编码解码单元的更新的分子模块组装数据；18、所述分子数据写入子系统被配置为根据来自所述控制单元的更新的分子模块组装数据产生替换的组合物；以及19、所述控制单元被配置为移除所述物理存储位置处的与被替换的被存储数据对应的组合物，并将替换的组合物转移至所述物理存储位置处。20、在一些实施例中，所述文件管理子单元包括数据删除子单元，所述分子数据存储子系统包括控制单元，且所述控制单元与所述数据删除子单元通信地连接；21、所述数据删除子单元被配置为响应于删除指令，删除被存储数据；22、所述控制单元被配置为根据所述数据删除子单元的指示，对与被删除的被存储数据对应的组合物的物理存储位置进行定位，以及移除所述物理存储位置处的与被删除的被存储数据对应的组合物。23、在一些实施例中，移除物理存储位置处的组合物包括：24、将所述物理存储位置处的组合物转移至所述分子数据存储子系统的存储单元的分子回收区中；或25、用第二分子数据区替换所述分子数据存储子系统的存储单元的第一分子数据区，其中，所述物理存储位置位于所述第一分子数据区中；或26、将所述物理存储位置处的组合物转移至所述分子数据存储子系统的存储单元的第一分子回收区中，并用第二分子回收区或第三分子数据区替换所述第一分子回收区。27、在一些实施例中，所述文件管理子单元包括数据恢复子单元，所述分子数据存储子系统包括控制单元，且所述控制单元与所述数据恢复子单元通信地连接；28、所述数据恢复子单元被配置为响应于恢复指令，恢复被存储数据；29、所述控制单元被配置为根据所述数据恢复子单元的指示，对与被恢复的被存储数据对应的组合物在所述分子数据存储子系统的存储单元的分子回收区中的回收位置进行定位和确定与被恢复的被存储数据对应的组合物的物理存储位置，以及将所述回收位置处的组合物转移至所述物理存储位置。30、在一些实施例中，所述文件管理子单元包括数据自检子单元，所述分子数据存储子系统包括控制单元，且所述控制单元与所述数据自检子单元通信地连接；31、所述控制单元被配置为根据所述数据自检子单元接收到的自检指令，指示所述分子数据读取子系统抽样调取根据组合物转换的分子模块组装数据；32、所述编码解码单元被配置为对所述分子模块组装数据进行解码；以及33、所述数据自检子单元被配置为检验解码所得的被存储数据。34、在一些实施例中，所述文件管理子单元包括数据备份子单元，所述分子数据存储子系统包括控制单元和备份单元，且所述控制单元与所述数据备份子单元和所述备份单元通信地连接；35、所述数据备份子单元被配置为响应于备份指令，备份被存储数据；36、所述控制单元被配置为根据所述数据备份子单元的指示，确定与要备份的被存储数据对应的组合物和与备份的被存储数据对应的复制的组合物的物理存储位置；37、所述备份单元被配置为根据所述控制单元的指示，对所述组合物进行复制；以及38、所述控制单元被配置为将来自所述备份单元的复制的组合物转移至所述物理存储位置。39、在一些实施例中，通过扩增的方式对所述组合物进行复制。40、在一些实施例中，所述编码解码单元包括：41、数据重编码解码子单元，所述数据重编码解码子单元被配置为对被存储数据进行重编码以产生以电子信息的形式存在的重编码数据，和对重编码数据进行解码以读出被存储数据；以及42、分子模块编码解码子单元，所述分子模块编码解码子单元被配置为对重编码数据进行编码以产生分子模块组装数据，和对分子模块组装数据进行解码以读出重编码数据。43、在一些实施例中，所述分子模块组装数据包括位置编码数据和与位置编码数据相关联的内容编码数据。44、在一些实施例中，所述分子模块组装数据构成为经简并性计算的分子模块组装数据，使得针对至少一部分预定反应位点的内容编码数据分别涉及对于多种预定反应过程所需的分子模块，以用于在基底的所述至少一部分预定反应位点上分别生成相应的多种组合物。45、在一些实施例中，所述分子数据写入子系统包括：46、编码数据解析单元，所述编码数据解析单元被配置为将分子模块组装数据解析成用于调取分子模块的写入过程控制指令；47、贮蓄单元，所述贮蓄单元被配置为存储分子模块；48、分配单元，所述分配单元被配置为根据写入过程控制指令将来自所述贮蓄单元中的分子模块定量地分配到基底的预定反应位点上；49、反应单元，所述反应单元被配置为促使在预定反应位点上进行预定反应过程以生成组合物；以及50、第一传递单元，所述第一传递单元被配置为将组合物转移至所述分子数据存储子系统。51、在一些实施例中，所述编码数据解析单元包括翻译子单元，所述翻译子单元被配置为获取分子模块组装数据，并将分子模块组装数据转换成写入过程控制指令，所述写入过程控制指令包括用于所述贮蓄单元的分子模块调度指令和用于所述分配单元的分子模块分配指令。52、在一些实施例中，所述贮蓄单元包括用于存储多种分子模块的多个第一贮蓄器，其中，第一贮蓄器被配置为在其中存储相应的液体，且所述液体包含相应的分子模块，和/或53、所述贮蓄单元包括用于存储参与反应过程的酶的第二贮蓄器。54、在一些实施例中，第一贮蓄器和第二贮蓄器被配置为存储有添加助剂，所述添加助剂被配置为促进相应的分子模块所参与的反应过程和/或促进所述分配单元对相应的分子模块的分配过程。55、在一些实施例中，所述贮蓄单元包括分子模块供应装置，所述分子模块供应装置经由多路供应管路将第一贮蓄器和/或第二贮蓄器与所述分配单元相连接，以用于根据写入过程控制指令将相应的分子模块和/或酶经由相应的供应管路提供给所述分配单元。56、在一些实施例中，所述贮蓄单元包括分子模块制备装置，所述分子模块制备装置被配置为合成和/或复制分子模块。57、在一些实施例中，所述反应单元还被配置为促使在基底的预定反应位点上进行原位扩增反应。58、在一些实施例中，所述第一传递单元还被配置为对组合物进行脱水处理。59、在一些实施例中，所述分子数据存储子系统包括：60、存储单元，所述存储单元被配置为存储组合物，且所述存储单元包括分子数据区和分子回收区，其中，所述分子数据区被配置为存放与被存储数据对应的组合物，所述分子回收区被配置为存放与至少部分被删除数据对应的组合物；61、控制单元，所述控制单元与所述电子文件子系统、所述分子数据写入子系统和所述分子数据读取子系统通信地连接，且所述控制单元被配置为接收来自所述电子文件子系统的信息、对存储单元中的位置进行定位、控制组合物的转移以及对所述分子数据写入子系统和所述分子数据读取子系统进行指示；62、备份单元，所述备份单元被配置为响应于备份指令，对组合物进行复制。63、在一些实施例中，所述存储单元被配置为接收通过传送带传送的组合物。64、在一些实施例中，所述存储单元被配置为保存固态和/或溶液形式的分子模块。65、在一些实施例中，所述分子数据读取子系统包括：66、第二传递单元，所述第二传递单元被配置为基于组合物的分子地址，转移对应的组合物；67、组合物解析单元，所述组合物解析单元被配置为根据由所述第二传递单元转移的组合物的分子序列的测序结果或分子模块的识别结果，将所述对应的组合物转换成分子模块组装数据；以及68、校验单元，所述校验单元被配置为校验来自所述组合物解析单元的分子模块组装数据。69、根据本公开的第二方面，提供了一种用于分子数据存储的方法，所述方法在分子数据存储集成系统上执行，所述分子数据存储集成系统包括电子文件子系统、分子数据写入子系统、分子数据存储子系统和分子数据读取子系统，所述方法包括：70、由所述电子文件子系统以电子信息的形式执行电子数据的接收、发送、读取、写入和管理中的至少一个操作；71、由所述分子数据写入子系统将以电子信息的形式存在的被存储数据转换为以分子的形式存在的组合物；72、由所述分子数据存储子系统接收并存储来自所述分子数据写入子系统的组合物；以及73、由所述分子数据读取子系统接收来自所述分子数据存储子系统的组合物，并将组合物转换为被存储数据。74、在本公开的实施例中，通过分别构建电子文件子系统、分子数据写入子系统、分子数据存储子系统和分子数据读取子系统，并将这些子系统集成在一起以构建分子数据存储集成系统，从而可以便捷地进行与分子存储相关的各种操作，简化分子数据的存储、管理和读取等。75、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。