Parallele Algorithmen - Ra.informatik.tu-darmstadt.de - Technische ...

von Feuer-Simulationen erklärt, wobei der CA die Simulation der Feuerausbreitung vornimmt.
Damit auch Funkenflug in die Berechnungen eingehen kann, existiert ein Generator,
welcher entsprechende Nachrichten an den CA sendet und damit dessen Zustände
aktiv beeinflusst.
Die Vorstellung von Nachrichten, welche an Zellen des CA geschickt werden, ob über
einen internen Verteiler oder nicht, scheint zunächst einmal dem Prinzip des CA zu
widersprechen. Dieses besagt, dass nur lesend auf Zellen zugegriffen werden kann.
Allerdings kann der interne Verteiler so organisiert sein, dass er selbst kein aktives Mitglied
des CA ist, aber alle Zellen des CA lesend auf ihn zugreifen können. Dieser Verteiler
stellt dann für jede Zelle einen Port bereit, auf den die Zelle jeweils vor ihrem Berechnungsschritt
lesend zugreift, um zu sehen, ob eine Nachricht für sie vorhanden ist. Da der
verwendete CA asynchron ist, muss der Verteiler reagieren, wenn die Nachricht abgeholt
wird und diese löschen, da sonst eine Nachricht mehrfach von der Zelle abgeholt werden
kann.
2.3.4. Der ”
Global Cellular Automata“ (GCA)
Der GCA ([HVH03]) erlaubt es Zellen, im Laufe der Evolution ihre Nachbarschaft zu
verändern. Außerdem können zwei verschiedene Zellen eines GCA verschiedene Übergangsfunktionen
und Nachbarschaften haben. Die Zellen eines GCA können also verschiedene
Aufgaben erfüllen.
Mit der Möglichkeit, die Nachbarschaft immer an die aktuelle Aufgabenstellung anzupassen,
ergibt sich ein sehr mächtiges Modell, welches aber Einschränkungen unterliegt,
um noch realisierbar zu sein. So muss z. B. die Gesamtheit der im Verlauf der Berechnungen
einbezogenen Nachbarzellen schon beim Aufbau bekannt sein, damit die benötigten
Verbindungen eingeplant werden können.
Um die aktuelle Nachbarschaft bestimmen zu können, ist es nötig, dass die Nachbarschaft
entweder wie beim SDCA über eine Übergangsfunktion bestimmt werden kann oder von
Anfang an für jede Zelle für jede Generation die Nachbarschaft, z. B. in einer Tabelle,
festgelegt ist.
Der GCA erlaubt es, dass Zellen, welche nicht direkt zur Zelle benachbart liegen, in die
Nachbarschaft der Zelle aufgenommen werden. Somit verzichtet dieses Modell auf eine
Gitterstruktur wodurch sich Nachrichten schneller im Automaten ausbreiten können.
Die zellulare Lichtgeschindigkeit 5 (s. u.a. [Hoc98]) wird in diesem Modell überschritten.
Einen Überblick über den GCA liefert auch [Hee01], dort wird der Begriff der zellularen
Lichtgeschwindigkeit näher erläutert.
5 Im CA spricht man von der Zellularen Lichtgeschwindigkeit, da Nachrichten bei jeder Generation nur
um eine Zelle weitergereicht werden können. Der GCA durchbricht diese Beschränkung, da nun die
Nachbarschaftsbeziehung dynamisch ist und somit mehrere Zellen bei einer Generation übersprungen
werden können (bezüglich der Gitterstruktur).
24