Синергетика для инженеров. Никитенков Н.Н - 141 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

139
ʒˎ˃˅˃ͶǤʠˋːˈ˓ˆˈ˕ˋˍ˃ˋˍˑˏ˒˟ˡ˕ˈ˓ːˑˈˏˑˇˈˎˋ˓ˑ˅˃ːˋˈǤ
Интересный подход к моделированию процессов самоорганизации
(получивший название «клеточные автоматы») появился благодаря
развитию вычислительной техники, информатики и теории игр. Понятие
«клеточные автоматы» было введено в конце сороковых ХХ столетия Дж.
фон Нейманом и К. Цусе как дискретная вычислительная среда для
построения разнообразных алгоритмов. Клеточные автоматы изобретались
много раз, под разными названиями. В математике аналогичные объекты
изучались в одном из разделов топологической динамики, а в
электротехнике они были известны как итерационные массивы.
Остановимся подробнее на этом типе моделирования.
4.1. Моделирование сложных систем с помощью клеточных автоматов.
Понятие «клеточные автоматы», как указывалось выше, было введено в
середине 40-х годов ХХ столетия создателем одной из первых
электронных вычислительных машин Дж. фон Нейманом. Он в то время
пытался моделировать с помощью клеточных автоматов биологические
самовоспроизводящиеся системы. В конце мировой войны инженер К.
Цусе, скрываясь в Австрии от нацистов, занимался разработкой языков
программирования и открыл «вычислительные пространства» (т. е.
«клеточные автоматы») как дискретную вычислительную среду для
построения разнообразных алгоритмов. Он использовал их для
моделирования физических процессов. К сожалению, в силу исторических
обстоятельств работы Цусе не получили широкой известности.
Исследования фон Неймана по клеточным автоматам были завершены и
опубликованы А. Берксом, который активно занимался этой
проблематикой в 60-70-е гг. и написал ряд обобщающих работ. В связи с
развитием вычислительной техники интерес к клеточным автоматам
возрастал. Их исследованием и применением к моделированию различных
процессов занимались американские, японские, советские и европейские
ученые: Т. Тоффоли, Н. Марголус, Дж. Голланд, А. Смит, С. Аморозо, В.
Аладьев, А. Маруока, М. Кимура и другие.
Клеточный автомат представляет собой дискретную динамическую
систему, поведение которой полностью определяется набором локальных
правил. Клеточный автомат состоит из множества объектов-ячеек,
образующих регулярную решетку (которая может быть как конечной, так и
бесконечной). Состояние любого объекта-ячейки в момент времени t
характеризуется некоторой переменной (определенным числом или
набором чисел) и изменяется синхронно через дискретные интервалы
времени в соответствии с правилами, однозначно определяющими

Страницы