پاورپوینت آتوماتای سلولی و يادگير سلولی

پاورپوینت آتوماتای سلولی و يادگير سلولی

پاورپوینت آتوماتای سلولی و يادگير سلولی

54 اسلاید

یک اتوماتای سلولی یک مدلی از ریاضیات گسسته می باشد که در مباحثی چون نظریه رایانش‌پذیری ، ریاضیات ، فیزیک ، سامانه‌های انطباقی پیچیده ، زیست شناسی نظری و ریز ساختار ها مورد مطالعه قرار گرفته است. اتوماتای سلولی با نام هایی مانند فضاهای سلولی ، اتوماتای مفروش سازی ، ساختار های همگن ، ساختارهای سلولی ، ساختارهای مفروش سازی و آرایه های تکرار شونده نیز بیان می گردد.

یک اتوماتای سلولی شامل یک شبکه منظم از سلول ها است که هر کدام از آن ها در یکی از حالات از مجموعه حالات متناهی امکان پذیر قرار دارند. مانند on و off . شبکه می تواند هر بعد متناهی داشته باشد. برای هر سلول ، یک مجموعه از سلول ها که همسایه ی آن نامیده می شود ، نسبت به آن سلول مشخص تعریف شده است. یک حالت آغازین (time t = 0) با تخصیص دادن یک وضعیت به هر سلول انتخاب می شود. یک نسل جدید (توسعه t به وسیله 1) ، بر اساس یکسری قوانین ثابت (عموماً یک تابع ریاضی) که وضعیت جدید برای هر سلول را بر اساس وضعیت جاری آن سلول و وضعیت های سلول های همسایه آن ، مشخص می کند ، تولید می شود. به طور معمول ، قوانین به روز رسانی وضعیت سلول ها برای هر سلول مشابه است و در طول زمان تغییر نمی‌کند ، و به کل شبکه بصورت همزمان اعمال خواهد شد ، هر چند استثناهایی نیز وجود دارد ، مانند اتوماتای سلولی تصادفی و اتوماتای سلولی ناهمگام.

این مفهوم در ابتدا در دهه 40 میلادی ، به وسیله استنی‌سواف اولام و جان فون نویمان در حالی که آنها در آزمایشگاه ملی لس آلاموس بودند ، کشف شد. این موضوع در دهه 50 و 60 میلادی نیز توسط برخی مورد مطالعه قرار گرفت ولی تا دهه 70 و مطرح شدن بازی زندگی کانوی ، یک اتوماتای سلولی دو بعدی ، که علاقه به این موضوع را به ابعادی فراتر از بحث های دانشگاهی گسترش داد ، هنوز وجود نداشت. در دهه 80 ، استیون ولفرم ، که درگیر مطالعه سیستماتیک یک اتوماتای تک بعدی یا چیزی که او اتوماتای سلولی بنیادی می نامید ، بود ، دستیار تحقیقاتی او متیو کوک نشان داد که یکی از این قوانین ، کامل بودن تورینگ است. ولفرم مقاله ای با عنوان جنبه دیگری از علوم (به انگلیسی: A New Kind of Science) را در سال 2002 منتشر نمود. او در این مقاله مدعی شد اتوماتای سلولی در بسیاری از حوزه های علوم کاربرد دارد . از جمله آن ها می توان به کاربرد آن در پردازنده های کامپیوتری و رمزنگاری اشاره کرد.

طبقه بندی اولیه ی اتوماتای سلولی که توسط ولفرم اشاره گردید از 1 تا 4 شماره گزاری شده است. این طبقه بندی ها به ترتیب بدین صورت هستند : اتوماتایی که در آن الگوها به طور کلی به صورت همگن تثبیت شده‌اند ، اتوماتایی که الگوها در آن به ساختار های اغلب نوسانی یا با ثبات توسعه یافته‌اند ، اتوماتایی که در آن الگوها در آن به یک قالب ظاهراً بی نظم توسعه یافته اند و اتوتایی که در آن الگوها کاملاً پیچیده شده اند و ممکن است برای مدت زمان طولانی به همراه ساختار های محلی با ثبات ، باقی بمانند. این طبقه آخر به نظر می رسد از منظر کامل بودن تورینگ صحیح بوده و یا قادر به شبیه سازی یک ماشین تورینگ باشد. انواع خاص از اتوماتای سلولی این ها هستند که بر گشت پذیر هستند که در آن فقط یک پیکربندی مستقیماً به .... بعدی منجر می شود ، و توتالیستیک هستند که در آن مقدار آبنده ی سلول های منفرد به ارزش کل یک گروه از سلول های همسایه بستگی دارد. اتوماتای سلولی می تواند انواع گوناگونی از سیستم های دنیای واقعی شامل سیستم های زیستی و شیمیایی را شبیه سازی کند.