поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Клеточный автомат
Эту конструкцию проще всего представить, взяв лист бумаги,
разграфленный на клетки. Каждая клетка пространства занята отдельным
элементарным автоматом. Совокупность клеток образует клеточное
пространство, в котором функционирует клеточный автомат. Эти автоматы
(см. Теория автоматов) имеют конечный набор состояний, а их выходные
сигналы есть номера их состояний. Каждый автомат имеет четырех соседей,
с которыми он обменивается информацией о состояниях. Среди состояний
выделено одно специальное - пассивное. В этом состоянии автомат как бы
включен и не передает соседям никаких сигналов. Поэтому "пустое"
клеточное пространство заполнено автоматами, но все они находятся в
пассивных состояниях.
Чтобы активизировать клеточный автомат, надо в пустое клеточное
пространство внести начальную активность в виде "зародыша". Зародыш -
это совокупность элементарных автоматов, которые внешним образом
переведены из пассивных состояний в какие-либо активные состояния. С
этого момента начинается функционирование клеточного автомата, которое
мы проиллюстрируем на простом и наглядном примере.
Пусть автоматы имеют четыре состояния, включая пассивное. Эти
состояния будут обозначаться как 1,2,3 для активных состояний и 0 для
пассивного состояния. Для удобства будем считать, что 0 соответствует не
закрашенной клетке пространства, а 1, 2 и 3 фиксируются соответственно
красным, зеленым и синим цветами.
На рисунке показан зародыш - красный крест. Правила работы автоматов
таковы: автоматы не меняют своих состояний во всех случаях (комбинациях
входных сигналов от соседей и своего текущего состояния), кроме
перечисленных ниже:
A. Если автомат находится в состоянии ( лишь один из его соседей
находится в состоянии то этот автомат переходит в состояние 2.
Б. Если автомат находится в состоянии ( лишь один из его соседей
находится в состоянии то он переходит в состояние 3.
B. Если автомат находится в состоянии 2 и > бы один из его соседей
находится в состоянии 3, он переходит в состояние 3.
Г. Если автомат находится в состоянии 1 и х( бы один из его соседей
находится в состоянии 3, он переходит в состояние 3.
Д. Если автомат находится в состоянии 0 и 1 его четыре соседа находятся
в состоянии 3, то автомат переходит в состояние 3.
На рисунке показана эволюция исходного красного креста в заключительную
синюю фигуру. Относительно клеточных автоматов была создана развитая
теория. В ее основу легли работы Дж. фон Неймана, который ввел в науку
само понятие "клеточный автомат". Эта теория лежит в основе многих
практически важных результатов, полученных в области однородных сред,
частным случаем которых являются клеточные автоматы. Большой интерес к
клеточным автоматам проявляют также специалисты в области искусственного
интеллекта, идущие от моделей, характерных для бионики (нейронных сетей,
например). По их предположениям, клеточные автоматы в ближайшие
десятилетия станут теоретической моделью, которая будет положена в
основу ЭВМ с новой архитектурой.