随着分子生物学、计算机科学、生物技术及信息技术的发展，提出了DNA计算。DNA计算以其高度并行性、运算速度快、信息贮存容量大的优势，已经成为一种新的计算模式，被用来解决各种NP完全问题。DNA计算模型也得到了迅速发展，从粘贴模型到有穷自动机，到插入-剪接系统，到自组装系统。在传统的电子计算机中，数据是以二进制形式存储在半导体器件和磁性材料中的。而在DNA计算机中，数据均通过碱基序列的编码存储在DNA分子中。数据从逻辑上可以划分为栈、队列、广义表、二叉树和图等基本数据结构类型。在数据库系统中建立文件索引，多叉树具有独特的优势，因此被用来表示和描述文件索引的数据结构。本文首先分析了DNA计算的原理及计算模型，探讨了并行计算及其结构模型和计算模型，并比较了高性能电子计算机和DNA分子计算并行思想的异同。然后总结了现有DNA计算机的基本数据结构的DNA分子编码，对某些数据结构提出修改和优化，如用环形DNA分子表示基于顺序存储的循环队列，用荧光标记的DNA双链片段表示广义表的表头。设计了3D DNA分子结构表示链式存储结构的二叉树。最后，重点设计及实现了B-树和B~+-树的k-arms3D DNA编码，通过实例分析给出了k-arms3D DNA分子编码的B-树和B~+-树的初始化、查找、插入和删除等基本操作的生物技术实现过程，并提出一种基于自治的DNA并行计算的新模型——EPCL模型及其改进模型，该模型不仅在输入输出的技术上增加了并行机制，还在计算过程中加入了并行思想。