BULETINUL POMPIERILOR - IGSU

În cazul bi-dimensional intervine şi importanţa formei celulelor. Aceasta poate fi triunghiulară, pătraticăsau hexagonală. Avantajul celulelor triunghiulare este numărul redus de vecini, iar dezavantajul îl reprezintădificultatea reprezentării şi vizualizării. În cazul formei pătratice, reprezentarea şi vizualizarea reprezintăavantajul, în timp ce dezavantajul ar putea fi în anumite cazuri insuficienta izotropie. Celula hexagonalăprezintă cel mai mic grad de anizotropie dintre toate reprezentările bi-dimensionale. Dezavantajul îl reprezintăvizualizarea şi reprezentarea greoaie (număr mare de vecini şi încadrarea într-o arie pătratică). Pentru a putea fiuşor de prelucrat se foloseşte convertirea ansamblului de celule hexagonale în ansamblu cu celule pătratice.În cazul automatelor celulare 2-dimensionale, AC este definit de o reţea de NxM de celule, cu anumitecondiţii puse pe frontieră, o lege de evoluţie special aleasă şi un set de condiţii iniţiale. Starea automatuluicelular este astfel descrisă printr-o matrice de forma:S = [ S]ijunde i-0, n-1 şi j=0,m-1Celulele aflate pe frontieră pot avea valori fixe, de exemplu zero sau pot participa într-o anumită relaţiede periodicizare a domeniului automatului celular, de tip cilindric, sferic sau toroidal. Evoluţia AC este descrisăde o relaţie, de forma:S(k+1)= F(T(k),S(k))ceea ce înseamnă că starea AC la momentul k+1, S(k+1) este o funcţie de stare la momentul anterior k,S(k) şi de un parametru T(k) determinat în funcţie de condiţiile de vecinătate:Tij(k)=∑2u=02∑qv=0u,v*Siu−1,jv−1unde q u,v sunt elementele unei matrici Q, ce defineşte legea. În cazul în care fiecare celulă are mai multestări admise, N>2, relaţia de mai sus, care reprezintă exprimarea matematică a unui fenomen de cumulare,trebuie echilibrată printr-o relaţie de descărcare, ce poate aduce starea celulei la o valoare inferioară.Vecinătatea este dată de celulele cu care interacţionează celula de lucru în cadrul unei operaţii.Vecinătatea de tip Von Neumann este alcătuită din celulele aflate sus, jos, în stânga şi în dreapta faţă de celulade lucru. Vecinătatea de tip Moore este alcătuită din toate celulele care înconjoară celula de lucru. Mai există şicazul vecinătate arbitrară. Adică una definită de noi, după o lege oarecare. În definiţia automatului celular nuexistă frontiere. Însă pentru că spaţiile de lucru sunt finite, este necesar să definim frontiere. Un alt motiv pentrucare se realizează acest lucru este că mai toate aplicaţiile au frontiere naturale. Sunt trei tipuri de valori pentrufrontieră: fixe, periodice şi reflexive. Frontierele periodice sunt realizate prin repetarea ariei de lucru. În cazuluni-dimensional se obţine practic un inel, iar bi-dimensional un tor. Frontierele reflexive sunt în cazul în caredouă arii alăturate sunt reprezentările unei arii în realitate şi a imaginii ei în oglindă.Aplicabilitatea automatelor celulareUnul din cele mai importante domenii de aplicabiliate ale AC în viitorul apropiat îl constituie cel algraficii computerizate comerciale (AC vor fi folosite ca generatoare grafice), în câţiva ani când vom privi latelevizor, nu va trece nici o oră fără să vedem imagini la care şi-au adus contribuţia într-un fel sau altul şi AC.Automatele celulare îşi pot găsi aplicabilitate şi în alte domenii, ca modele în studiul fenomenelor, în fizică,biologie sau sociologie. Motivul pentru această multitudine de utilizări o constituie faptul că fiecare persoană,sau celulă sau porţiune din spaţiu, se modifică şi evoluează independent, bazându-şi noua stare pe aspectulvecinătăţilor şi pe legi universal acceptate. Aplicaţiile practice realizate cu ajutorul automatelor celulare suntdiverse şi nu puţine la număr. Astfel cu ajutorul unui automat celular putem testa şi analiza comportamentulgeneral al unui univers simplificat.Dintre aplicaţiile care folosesc foarte bine automatele celulare ar fi de menţionat:•Studiul feromagnetismului pe baza modelului lui Ising, elaborat în 1925 şi care presupune reprezentareamateriei sub forma unei reţele în care fiecare nod are o anumită stare magnetică. Starea –în acest caz fiind vorbade una din cele 2 orientări ale spinului electronilor – depinde de cea a nodurilor vecine.•Simularea propagării incendiilor•Simularea propagării focului într-o pădure•Simularea proceselor de infiltrare•În anumite domenii, automatele celulare pot fi folosite ca alternativa a ecuaţiilor diferenţiale•Simularea procesului de cristalizare•Realizarea unor staţii de calculatoare paralele uriaşe•Simularea şi studiul expansiunii şi dezvoltării urbane174( k)