Клеточные автоматы Нобили
Клеточные автоматы Нобили (NCA) представляют собой разновидность клеточных автоматов фон Неймана (vNCA), в которых дополнительные состояния обеспечивают средства памяти и пересечение сигнала без помех. Клеточные автоматы Нобили — изобретение Ренато Нобили, профессора физики Падуанского университета в Падуе, Италия. Фон Нейман специально исключил использование состояний, посвященных пересечению сигнала.
Слитное состояние изменяется так, что оно действует как орган пересечения сигналов, если происходят ровно два сигнальных пути (они входят и выходят из слитного состояния), или действует как орган памяти, если существуют только входные сигналы.
Преимущество этих изменений в наборе состояний клеточных автоматов фон Неймана заключается в том, что пересечение сигналов значительно облегчается, конфигурации немного меньше, чем соответствующая конфигурация клеточных автоматов фон Неймана, и увеличивается вычислительная производительность.
Пересечение сигналов в vNCA
[ редактировать ]В оригинальном клеточном автомате фон Неймана пересечение сигналов происходит гораздо сложнее. Наиболее широко используемые органы пересечения сигнала — это кодированный канал Гормана (разработанный самим фон Нейманом), орган пересечения реального времени и орган пересечения Мухопадхьяя . Кодированный канал может пересекать только отдельные импульсы; остальные способны беспрепятственно пересекать целые пакеты, аналогично органу пересечения в клеточном автомате Нобили. Орган пересечения Мукхопадьяй состоит из трех ворот XOR , как показано на рисунке.
Сигнальный переезд в NCA
[ редактировать ]В клеточном автомате Нобили орган прохождения сигнала состоит из одной сливающейся клетки с двумя перпендикулярными входными путями и двумя перпендикулярными выходными путями. Благодаря существенно уменьшенным размерам (по сравнению с любым из органов скрещивания vNCA) самовоспроизводящиеся машины в NCA значительно компактнее. Например, самый маленький на данный момент репликатор, λ G включает всего 485 соматических клеток.
Хранилище памяти в vNCA
[ редактировать ]Хранение памяти в vNCA можно выполнить несколькими способами. Один из них (электронный метод) заключается в создании петли из ячеек OTS, вокруг которой движется возбуждающий импульс. Безусловно, наиболее распространенным способом (электромеханический метод) является использование специального состояния передачи для создания и удаления обычного состояния передачи, действующего как ворота. Небольшие модификации могут дать множество различных вентилей, включая защелки, делители импульсов и одноразовые вентили.
Хранилище памяти в NCA
[ редактировать ]В клеточном автомате Нобили и эта задача упрощена. Сливающаяся ячейка без выходов «удерживает» импульс возбуждения до тех пор, пока не будет создан выход. На диаграмме λ G выше возбужденная сливающаяся клетка отображается оранжевым цветом. Он будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока не будет создана соседняя ячейка OTS, после чего информация перейдет в следующую слитную ячейку.
Ссылки
[ редактировать ]- Бакли, Уильям Р. (1 января 2008 г.). «Решения пересечения сигналов в самовоспроизводящихся клеточных автоматах фон Неймана» . Исследовательские ворота . Проверено 30 сентября 2019 г. [ нужен лучший источник ]