BULETINUL POMPIERILOR - IGSU

•Simularea comportării gazelor. Un gaz este compus din molecule al căror comportamentdepinde de starea moleculelor vecine.Au fost implementate automate celulare chiar şi pe computere personale în scopuri educaţionale şi pentrusimulări foarte simple. Dar pentru simularea de fenomene ale lumii reale este absolut necesară prezenţa unorcomputere parale de înaltă performanţă. Puterea de calcul necesară pentru automatele celulare mari poate fienormă. Există două direcţii pentru implementarea automatelor celulare. Prima este conceperea unui hardwarespecial pentru automate celulare, iar a doua este folosirea de computere paralele existente şi conceperea desoftware special pentru implementarea automatelor celulare. Maşinile pentru automate celulare (CAM –Cellular Automata Machine) reprezintă cel mai semnificativ exemplu pentru un hardware specializat pentru arula simulări bazate pe automatele celulare. CAM oferă un mediu specializat pentru programarea automatelorcelulare şi rularea lor eficientă. Totuşi este limitată din punctul de vedere al mărimii automatului pe care îlpoate îngloba pe o singură maşină şi în numărul de stări ale unei celule. În fapt CAM nu suportă implementăriale automatelor celulare cu un număr mare de stări. Mai mult, CAM este o maşină specializată care nu poate fifolosită decât pentru automate celulare şi asta cu o destul de săracă posibilitate de a scrie algoritmi complecşi.Exemple semnificative de medii paralele pentru automatele celulare sunt: Camel, Star Logo, DEVS şi Nemo.Camel este un mediu paralel pentru automate celulare dezvoltat pentru computere paralele MIMD cu schimb demesaje. Are patru componente: un limbaj de nivel înalt, un sistem pentru rulare paralelă o interfaţă utilizator şiun sistem de vizualizare. Sistemul de rulare Camel implementează un automat celular ca un singur programmulti date. Este compus din mai multe procese numite macrocelule, fiecare mapat fiind pe un element deprocesare care execută acelaşi cod pentru date diferite şi un proces central de control care lucrează pe unprocesor master.Deoarece numărul de procesoare este de obicei mai mic decât numărul de celule, pe un procesor vor fimapate mai multe celule. Fiecare celulă este mapată pe un proces în unul din procesoare. Utilizatorul specificădoar funcţia de tranziţie pentru simularea sistemului pe care vrea să-l simuleze. Se foloseşte Carpet – un limbajde nivel înalt derivat din C.Camel a fost folosit pentru a simula fenomene din viaţa reală precum curgerea lavei, fluxul traficului deautomobile, cutremurele dar şi modelarea gazelor etc.Star Logo este o extensie pentru automatele celulare a limbajului Logo creat de Mitchel Resnik în scopeducaţional. Star Logo este un mediu bazat pe automate celulare, dar nu este orientat către experţi ci cătreutilizatori obişnuiţi. Astfel limbajul este bazat pe ideea familiară de creatură şi de colonii. Scopul a fost săpermită cercetătorilor verificarea modului în care comportamentul la nivelul coloniei (global) derivă dininteracţiunea (local) dintre creaturile individuale. Construit iniţial pentru a simula fenomene biologice a fostfolosit cu succes pentru a simula fenomene complexe şi de altă natură.Devs este un mediu de înaltă performanţă care suportă analiza, conceperea şi simularea sistemelordinamice discrete. Formalismul Devs este bazat pe teoria automatelor celulare şi pe teoria evenimentelordiscrete. Pentru folosirea lui se specifică un obiect matematic numit sistem. Un sistem are o bază temporală,intrări, stări şi ieşiri, funcţii pentru determinarea următoarei stări. Devs permite mai mult decât construcţia unormodele de simulare.Nemo este un sistem bazat pe automatele celulare, cu scopul principal de a oferi suport paralel pentrudezvoltarea aplicaţiilor pentru sisteme de informare geografică. Principala componentă a sistemului Nemo esteun driver de celulă, un nucleu paralel care asigură execuţia paralelă a aplicaţiilor şi interacţionează cu fiecarecomponentă. Nemo nu oferă un limbaj înalt de programare pentru a implementa programele celulare. Pentru aimplementa aplicaţii Nemo trebuie scrise funcţii sau trebuie folosite funcţiile sistemului.Aplicaţii demonstrative ale automatelor celulareStudiul pentru bioremediere folosind Camel are ca scop principal modelarea şi simularea bioremedieriisoluţiilor contaminate. Aceste modele descriu procesul de decontaminare care are loc prin simularea procesuluide creştere a bacteriilor indigene. Aceste modele prezic efectele bioremedierii din date geologice, chimice şimicrobiologice dar şi din experimente rezultate din studiile de laborator. Pentru a rezolva cu succes problemelede poluare ale solului trebuie simulată contaminarea, difuzia şi procesul de transformare. Modelele de automatecelulare pentru bioremediere sunt compuse din celule de mărime intermediară. Deoarece nu a fost posibil să sesimuleze fenomenele care au loc într-un singur por (prea mic) o celulă va reprezenta o bucată care cuprinde maimulţi pori. Modeleul este tridimensional şi conceput pentru simularea la scară reală. Influenţele mutale dintreregiuni sunt văzute ca un sistem dinamic bazat pe interacţiunea locală dintre celulele cubice.175