Машины клеточных автоматов

Книга американских специалистов, излагающая теорию клеточных автоматов Дж. фон Неймана и описание машины клеточных автоматов на базе персональной ЭВМ (ШМ-РС). Такие машины могут использоваться для моделирования физических процессов, при решении комбинаторных и вычислительных задач, задач прикладной кибернетики. Изложение отличается простотой и ясностью и рассчитано на первоначальное ознакомление с предметом. [c.4]

Машина клеточных автоматов является синтезатором миров. Подобно органу, она имеет клавиши и регистры, с помощью которых возможности инструмента можно приводить в действие, комбинировать и перекомпоновывать, а ее цветной экран является окном, через которое можно наблюдать мир, который сейчас играется . [c.7]

В этой книге мы исследуем выразительные возможности (в плане синтеза систем) конкретного набора средств, а именно законов, структур и явлений, поддерживаемых клеточными автоматами, с тем чтобы эти системы стали реально доступными для экспериментирования посредством использования машины клеточных автоматов с адекватными характеристиками. [c.8]

И в самом деле, машины клеточных автоматов, имеющие размеры, скорость и гибкость, подходящие для общего экспериментирования, и умеренную стоимость, стали в последнее время доступны широким научным кругам (см. гл. 2). Эти машины представляют собой лабораторные установки, в которых идеи, приведенные в этой книге, могут быть испытаны в конкретной форме и применены к синтезу огромного многообразия систем. [c.12]

В этой книге стандартная среда моделирования, которая будет постепенно вводиться, начиная с настоящей главы, представлена конкретной имеющейся в продаже машиной клеточных автоматов, а именно САМ-6. Основная причина этого выбора состоит в том, что аппаратные средства и программное обеспечение этой машины доступны в настоящее время широкому кругу пользователей. [c.16]

САМ-6 является машиной клеточных автоматов, предназначенной для того, чтобы служить лабораторией экспериментатора, средством сообщения результатов и средой для интерактивной демонстрации в режиме реального времени. [c.16]

В машине клеточных автоматов текущий кадр, представленный содержимым всех плоскостей битов, во время цикла обновления заменяется новым согласно определенному рецепту. Результатом является один шаг эволюции конкретного клеточного автомата, а этот рецепт называется правилом этого клеточного автомата. [c.18]

Машина клеточных автоматов стоит на нашем столе, ожидая, чтобы мы задали правило - закон, который будет править миром. С чего мы начнем [c.30]

Если вы впервые начинаете работу с клеточным автоматом, то наверняка испытаете множество правил, используя, возможно, даже случайно сгенерированные таблицы, просто чтобы увидеть, что они делают. Вам захочется освоиться с идеей о том, что машина клеточных автоматов действительно может транслировать написанное на бумаге правило в полный активности мир. [c.80]

Идеальной ситуацией было бы параллельно запустить две копии системы, приготовленные идентично, за исключением небольшого преднамеренного возмущения. В машине клеточных автоматов этот вид эксперимента выполняется очень легко можно не только использовать две половины САМ (или две машины для более сложных предприятий) для двух копий системы, но и сравнить две истории, клетка за клеткой, даже по мере их развития, и изобразить все различия на экране для более объемного количественного анализа может быть использован счетчик событий. [c.84]

При моделировании одномерной системы ресурсы двумерной машины клеточных автоматов размером тхп могут быть перераспределены несколькими способами. [c.102]

Если бы мы работали с машиной клеточных автоматов, в которой единственными относящимися к делу данными было содержание плоскостей битов и справочной таблицы, то, чтобы выполнить эксперимент достаточно было бы сказать Вот правило, а вот начальная конфигурация - действуй Действительно, как показано в предыдущих главах, многие простые эксперименты могут быть выполнены на сам именно в этом режиме. [c.123]

Будет ли этот подход работать, зависит, конечно, от того, что мы пытаемся моделировать. Физики столетиями использовали рабочую гипотезу, что мир в основе своей прост -только его очень много . Если это справедливо, то клеточные автоматы и машины клеточных автоматов могут представить полезный инструмент в попытках понять и описать природу. [c.153]

Здесь мы опишем эксперимент такого сорта, что в обычных обстоятельствах необходимо дважды подумать, прежде чем его предпринять, и к которому вместо этого можно с легким сердцем приступить на машине клеточных автоматов. [c.175]

Решеточные газы, такие как HPP-GAS и TM-6AS, дают удобные источники шума для экспериментов на машине клеточных автоматов. Наиболее полезное их свойство состоит в том, что поскольку начальное число единиц сохраняется этими правилами, то вероятность р обнаружения единицы в любой позиции постоянна и регулируется в широком диапазоне малыми приращениями. Чтобы получить другую вероятность, не обязательно загружать новое перемешивающее или отбирающее правило можно просто добавить или удалить частицы из плоскости битов. [c.178]

Располагая одним модулем САМ, можно лишь еле-еле увидеть существенные аспекты гидродинамического течения, однако если взять большее число модулей или воспользоваться методом вычерпывания", упомянутым в конце этого раздела, мы получим немалый диапазон возможностей. Для достаточно крупномасштабных экспериментов на должном уровне необходимы намного большие машины клеточных автоматов. Однако основные методы и понятия могут быть исследованы совершенно независимо от мощности вычислительной машины. [c.186]

Хотя наиболее естественной архитектурой для машины клеточных автоматов могла бы быть архитектура полностью параллельного массива простых процессоров, однако такой подход представляет определенные технические трудности, в частности, когда приходится обдумывать расположение в трехмерном пространстве проводов, соединяющих огромное количество таких процессоров. [c.264]

В отличие от других современных схем параллельных вычислений, архитектура сам действительно не зависит от размеров машины, и очень большую машину клеточных автоматов можно построить простым соединением нужного числа плоскостных модулей. Ограничения устанавливаются требованиями экономики, а не электротехники или логического проектирования. Поскольку не существует адресов в традиционном смысле, то область данных не ограничена размером адресного слова. Единственный временной сигнал, который нужно подать на все блоки плоскостных модулей, - это последовательность тактовых импульсов, и, поскольку сигналы можно заново синхронизировать в каждом блоке, то система может обойтись резервом времени между блоками, сравнимым с шириной тактов импульса. [c.268]

МАШИНЫ КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ [c.1]

Работа фон Неймана по самовоспроизводящимся автоматам была завершена и описана А. Берксом [68], который сохранил активный интерес к этой области на протяжении нескольких последующих лет. Его Очерки по клеточным автоматам [10] являются хорошим введением в вопросы о клеточных автоматах, которые ставились в годы формирования вычислительных наук. В той же среде, т. е. в группе компьютерной логики Университета шт. Мичиган, Дж. Голланд приступил к использованию клеточных автоматов в задачах адаптации и оптимизации [27 ] был разработан программный имитатор универсальных клеточных автоматов общего назначения. Месяцы работы с этим имитатором (см. [55]) убедили одного из авторов (Тоффоли) в необходимости более непосредственной и эффективной аппаратной реализации - машины клеточных автоматов. [c.13]

Общим и очень мощным методом расширения диапазона поведения, который может быть исследован в машине клеточных автоматов, является композиция правил. То есть, совершая один шаг по правилу а, один шаг по правилу Ь и так далее в определенной последовательности, мы можем эффективно сконструировать суперправило со свойствами, недоступными его отдельным составляющим. [c.64]

Основная цель этого руководства состоит в том, чтобы читатель мог читать тексты на языке Forth достаточно свободно для понимания примеров программирования машин клеточных автоматов (САМ), приведенных в данной книге. [c.243]

Когда получены листы желаемого размера, то дальнейшую настройка аппаратной части машины клеточных автоматов производят путем выбора подходящих сигналов в качестве арг) ен-тов функции перехода. В частности, для того, чтобы получить больший набор состояний клетки, достаточно сгруппировать ряд листов, т. е. взять в качестве входов в справочную таблицу каждого листа выборку выходов соседей, принадлежащих другим листам группы. Подобным образом сгруппированный ряд образует слой клеточного автомата, содержаший полностью с<1х)рмированную клетку. [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология