Prírodou inšpirované algoritmy

Applet pre viachodnotové 1D CA

Podkapitoly:

Prehľad 1D CA appletov na webe

Keď applet vykonáva zložité operácie, zobrazí sa počas tohto procesu v ľavom dolnom rohu informatívna správa Pracujem ... Po jej zmiznutí (resp. znefunkčnení) môžete pokračovať v práci

Stručný popis činnosti appletu :

• applet sa spustí kliknutím na tlačítko Štart ktoré sa po spustení zmení na tlačítko Pauza
• kliknutím na tlačítko Pauza sa činnosť appletu zastaví so zachovaním aktuálneho zobrazenia a tlačítko sa zmení na Štart
• nasledovným kliknutím na tlačítko Štart bude applet opäť pokračovať v činnosti
• tretie tlačítko plní dve funkcie:
• po nabehnutí apletu a pri zastavenom aplete je to tlačítko Zmaž - po jeho stlačení dôjde k vymazaniu aktuálne zobrazovanej generácii buniek(všetky aktuálne nastavenia ostávajú zachované)
• pri bežiacom aplete je to tlačítko Reset - jeho stlačenie spôsobí reštartovanie zobrazovania od prvého kroku(všetky aktuálne nastavenia ostávajú zachované)
• užívateľ môže zadať číslo sady pravidiel, prípadne si vybrať predvolenú sadu
• pri ručnom zadaní čísla sady:
• pri nekorektnom čísle sady (písmena) sa aplet nespustí
• pri zápornom čísle sady sa vezme z toho absolútna hodnota a umožní sa spustenie apletu s daným číslom sady
• počet možných sád pravidiel je daný vzťahmi : N=K^pom, pom=K^S, S=2*r+1, kde K je počet stavov a r je polomer
• príklad skupiny pravidiel pre k=2 a r=1:

• 0*2⁰ + 1*2¹ + 0*2² + 0*2³ + 1*2⁴ + 0*2⁵ + 0*2⁶ + 0*2⁷ = 18
• čiže príklad znázorňuje sadu číslo 18
• príklad skupiny pravidiel pre k=2 a r=2:

• 1*2³ + 1*2⁷ + 1*2¹¹ + 1*2¹² = 1*8 + 1*128 + 1*2048 + 1*4096 = 6280
• čiže príklad znázorňuje sadu číslo 6280
• príklad skupiny pravidiel pre k=3 a r=1:

• 1*3³ + 2*3⁵ + 2*3⁶ + 1*3⁸ = 1*27 + 2*243 + 2*729 + 1*6561 = 8532
• čiže príklad znázorňuje sadu číslo 8532
• pri voľbe rýchlosti, je možné vybrať si rôznu rýchlosť pomocou slideru
• tlačítko Krokovanie, krokuje podľa nastavenia počtu krokov
• je možné zmeniť počet stavov, ktoré môže bunka nadobudnúť, kde význam farieb pre jednotlivé stavy buniek je daný na základe vybranej farebnej schémy cez combobox farby
• jednotlivé farby sú danému stavu,na základe ich počtu,priradené pomocou funkcie, ktorá je rôzna pre každú schému
• pri základnej schéme Basic Color je použité pevné nastavenie farieb:

• nastavením polomeru určíme počet uvažovaných susedov (z oboch strán) bunky, ktorá je umiestnená nad bunkou, ktorej stav chceme zistiť, čiže napríklad, ak je polomer=1, potom stav novej bunky je daný kombináciou stavov trojice buniek nad uvažovanou novou bunkou
• v aplete je možné použiť polomer r = 1,2,3; pričom pre k > 9 už len r = 1 alebo r = 2, kvôli náročným výpočtom pre r = 3
• ďalšou možnosťou na výber sú tri rôzne predvolené inicializácie počiatočného stavu buniek v prvej generácii
• pomocou checkboxu zoom sa mení veľkosť bunky, čiže v konečnom dôsledku to plní funkciu priblíženia na aktuálne zobrazovanú generáciu buniek:
• zoom 1 : veľkosť bunky je v dvojrozmernom priestore 1x1
• zoom 2 : veľkosť bunky je 2x2
• zoom 5 : veľkosť bunky je 5x5
• zoom 10 : veľkosť bunky je 10x10
• checkbox cyklicky slúži na nastavenie prechodu cez okraje apletu a teda rieši problém okrajových buniek, kde bunky úplne napravo, alebo úplne naľavo nemajú z jednej strany žiadnych susedov:
• ak je zaškrtnutý, tak ako susedné bunky buniek napravo sa vezmú bunky zľava a naopak, takýmto spôsobom vlastne dôjde k prepojeniu oboch okrajov
• ak nie je zaškrtnutý, tak za susedné bunky sa automaticky berú mŕtve bunky, čiže sa zobrazuje len tá časť medzi okrajmi a to čo je za nimi sa neberie do úvahy
• aplet umožňuje generovať aj náhodné sady pravidiel, pričom na kvantitatívne hodnotenie dynamiky sa využíva tzv. lambda parameter, ktorý vyjadruje pomer počtu pravidiel vedúcich k nekľudovým stavom (nenulovým) k ich celkovému počtu
• postup pri náhodnom generovaní:
• pre prácu s lambdou je potrebné zaškrtnúť checkbox Náhodne, ktorý nám sprístupní slider, kde môžeme meniť hodnotu lambdy a tlačidlo Náhodne, ktoré slúži na vygenerovanie náhodnej sady pravidiel
• najprv je potrebné nastaviť požadovanú hodnotu lambdy a stlačením tlačidla Náhodne sa vygeneruje náhodná sada pravidiel
• stlačením tlačidla Štart sa spustí samotné generovanie buniek pre túto konkrétnu lambdu a sadu pravidiel
• opätovným stláčaním tlačidla Náhodne sa automaticky spustí generovanie jednotlivých buniek od prvého kroku vždy s novou náhodnou sadou pravidiel
• pri zmene hodnoty lambdy je vždy potrebné stlačiť tlačidlo Náhodne, aby sa táto nová hodnota akceptovala a znovu sa vygenerovala nová náhodná sada pravidiel
• aplet vypisuje aj hodnotu lambdy pre nenáhodnu sadu pravidiel:
• pri preddefinovaných číslach sady pravidiel sa lambda zobrazí hneď pri zmene čísla sady
• pri ručnom zadaní čísla sady sa lambda zobrazí po stlačení klávesy Enter, poprípade po stlačení tlačidla Štart