Prírodou inšpirované algoritmy

Emulácia logických obvodov

Podkapitoly:

Applet

Aby sme neostali pri demonštrácii celulárnych automatov na úrovni základnej školy, predvedieme si ich schopnosť emulovať niektoré nízko-úrovňové operácie typické pre dnešné počítače. V nasledovnom príklade je vidno, že celulárny automat dokáže vyhodnotiť zadané logické funkcie zadané špeciálnym spôsobom prostredníctvom prvej generácie.

Počiatočné podmienky pre logický súčin

• Ak je na vstupe (0, 0): {0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 2, 1, 3, 0, 0}
• Ak je na vstupe (0, 1): {0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 4, 1, 3, 0, 0}
• Ak je na vstupe (1, 0): {0, 0, 1, 0, 0, 4, 0, 2, 1, 3, 0, 0}
• Ak je na vstupe (1, 1): {0, 0, 1, 0, 0, 4, 0, 4, 1, 3, 0, 0}

Počiatočné podmienky pre logický súčet

• Ak je na vstupe (0, 0): {0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 2, 0, 1, 3, 0}
• Ak je na vstupe (0, 1): {0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 4, 0, 1, 3, 0}
• Ak je na vstupe (1, 0): {0, 0, 1, 0, 0, 4, 0, 2, 0, 1, 3, 0}
• Ak je na vstupe (1, 1): {0, 0, 1, 0, 0, 4, 0, 4, 0, 1, 3, 0}

Lokálna prechodová funkcia (Wolfram, 2002)

{{0, 1, 1 | 3} -> 1, {0, 3, 3} -> 3, {1, 0, 0 | 1 | 3} -> 1, {1, 1, 3} -> 4,{1, 3, 0} -> 3, {1, 3, 3} -> 2, {2, 1, 3} -> 3, {2, 3, 0} -> 2,{2, 0, _} -> 4, {3, 3, 0} -> 3, {4, 0, 0 | 1 | 2 | 4} -> 2, {4, 3, 3} ->3, {4, 1, 3} -> 1, {4, 3, 0} -> 4, {_, _, _} -> 0}

Vysvetlivky k zápisu:

Zápis „{2,0,_}->4“ znamená: Ľavý sused bunky s hodnotou 0 je 2, pravý sused má ľubovoľnú hodnotu, hodnota bunky v nasledujúcej generácii na tej istej pozícii je 4.

Zápis „1|3“ znamená: 1 alebo 3

Počítanie prvočísel celulárnym automatom si môžete vyskúšať v demonštračnom applete.