Jump to content

Клеточные автоматы Нобили

λ G , минимальная самовоспроизводящаяся конфигурация в клеточных автоматах 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.

Схема переездного органа Мухопадхьяй, показывающая три ворот «исключающее или».

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.

  • 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 ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bf500d65f5cafa01027b6f9b153b42fd__1684291980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bf/fd/bf500d65f5cafa01027b6f9b153b42fd.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nobili cellular automata - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)