Prírodou inšpirované algoritmy

Čo dokážu DDLab a mvDDLab ?

Základnou funkciou DDLab-u a jeho viachodnotového viariantu je kreslenie grafov stavových prechodov (globálne vyšetrovanie dynamiky DDS) a kreslenie priestoročasových obrazcov reprezentujúcich stavy siete v jednotlivých časových krokoch (t.j. niečo ako graf hodnôt všetkých stavových veličín spojitej dynamickej sústavy v závislosti od času). Tvorca (mv)DDLab-u však neostal len pri týchto základných funkciách, ale pridal k nim ešte množstvo ďalších.

Vzhľadom nato, že programy sú určené na skúmanie dynamiky rôznych typov konečných binárnych sietí, počnúc celulárnymi automatmi (ďalej iba CA) cez ľubovoľné boolovské siete (ďalej iba RBN) až po ľubovoľné zobrazenia (ďalej iba RM), obsahujú mnoho funkcií, ktorých cieľom je uľahčiť užívateľovi zadávanie týchto, väčšinou rozmerných, zložitých sústav. Patria medzi ne napríklad funkcie ako samočinné náhodné generovanie štruktúry a pravidiel boolovskej siete s rôznymi možnosťami ovplyvnenia tejto náhodnosti, ľahké zadávanie CA s ľubovoľným okolím bunky, pomôcky pre uľahčenie určovania pravidiel pre veľké siete, možnosť uloženia siete na disk, ručné upravovanie atď.

So zadanými sieťami sú programy schopné narábať a graficky ich reprezentovať v jednorozmernom, dvojrozmernom alebo trojrozmernom priestore. Z matematického hľadiska je boolovská sieť iba množina navzájom poprepájaných prvkov a na ich priestorovom usporiadaní nezáleží. Pri modelovaní skutočných objektov však má toto usporiadanie častokrát podstatný význam (napríklad pri CA LIFE alebo CAPOW). Pri takomto ponímaní siete, keď berieme do úvahy priestorové usporiadanie jej prvkov, patrí k jej parametrom aj rozmer (1D, 2D, 3D).

DDLab i mvDDLab umožňujú robiť pred aj počas simulácie množstvo štatistík a analýz. Patria k nim rôzne histogramy (histogram výstupných stupňov siete, počtu predchodcov stavov, atraktorov, vstupnej frekvencie), grafy (Derridov graf, hustota priestoročasových obrazcov, vstupná entropia, spätné zobrazenie, matica stavového priestoru, atď.), analýzy (šírenie chyby v sieti, samočinné skúmanie vzorky pravidiel, atď.), štatistické údaje o oblastiach atrakcie, atraktoroch, podstromoch atraktorov (hustota rajských stavov, počet stavov v oblasti atrakcie, dĺžka atraktora, atď).

Maximálny počet prvkov siete (veľkosť siete), s ktorým sú programy schopné narábať závisí od druhu a vykonávanej činnosti (viď nižšie) a mení sa od 31 po 65025. Počet susedov jedného prvku sa dá nastaviť od 0 po 13, pričom pre RBN môžeme tento počet pre každý prvok určiť zvlášť. Šírenie signálu v sieti (aktualizácia siete v jednotlivých časových krokoch) býva zvyčajne súčasné (paralelné), ale môže byť aj postupné (sekvenčné). Navyše môže byť signál zašumený (noisy), čo sa dá dosiahnuť znížením pravdepodobnosti správneho nastavenia nasledujúceho stavu podľa pravidla, alebo deterministicky (pravdepodobnosť je 100%).