標(biāo)題：元胞自動(dòng)機(jī)的模擬金屬實(shí)驗(yàn)分析顯微鏡
信息分類:站內(nèi)新聞
作者:yiyi發(fā)布
時(shí)間:2018-9-16 2:06:08
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正文:
通常物理學(xué)家用微分方程來描述自然現(xiàn)象，在用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值
計(jì)算時(shí)，首先必須離散化。而元胞自動(dòng)機(jī)則從一開始就采用了離
散變量，就像“生命游戲”那樣，在這個(gè)模型中空間被分成元胞
。在每個(gè)元胞或格點(diǎn)上有離散的變量，代表該點(diǎn)的物理狀態(tài)，時(shí)
間也是離散的。
各個(gè)元胞的狀態(tài)同時(shí)一步步按一定的局域規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)變。其
主要特征如下。
①空間是離散的。
元胞處于元胞空間內(nèi)的離散格點(diǎn)上，排列均勻，其尺寸分布
、形狀分布和分布的樣式都相同，按一樣的演化規(guī)則來更新元胞
的狀態(tài)。
②時(shí)間是離散的且等間隔。
模型的演化是按等間隔的離散時(shí)間分步進(jìn)行的。
③狀態(tài)取值是離散的。
元胞狀態(tài)取值是離散的，且取值也是有限的。
④演化規(guī)則是局域的。
各個(gè)元胞的演化規(guī)則是局域的，只和鄰近格子狀態(tài)有關(guān)，即
每個(gè)元胞下一時(shí)刻的狀態(tài)取決于它周圍半徑區(qū)域內(nèi)元胞的當(dāng)前狀
態(tài)。
⑤演化同步并行。
各個(gè)元胞變量的演化是同時(shí)進(jìn)行的，且僅與上一時(shí)刻鄰域內(nèi)的
元胞狀態(tài)有關(guān)。
⑥計(jì)算的維數(shù)高。
元胞空間由一維空間、二維空間或多維空間上的無限集組成，
各元胞的狀態(tài)對應(yīng)該動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的變量。由此可知，元胞自動(dòng)機(jī)
能夠被看做無窮維的動(dòng)力系統(tǒng)。盡管無窮情況很難被處理，但是
在實(shí)際應(yīng)用中，常規(guī)很大數(shù)量元胞組成的系統(tǒng)可以被處理，此時(shí)
元胞自動(dòng)機(jī)的計(jì)算維數(shù)高。
由上可知，元胞自動(dòng)機(jī)的特征概括來說是“三離散”、“兩
局域”、“一高維”，即空間位置離散、時(shí)間步離散、狀態(tài)離散
、局域上相互作用、局域存在因果關(guān)系、高維數(shù)的計(jì)算。由于離
散化的特點(diǎn)，它特別適用于計(jì)算機(jī)模擬，尤其適合于并行計(jì)算機(jī)
的計(jì)算。通過簡單的規(guī)則在計(jì)算機(jī)中持續(xù)進(jìn)行運(yùn)算，簡單的規(guī)則I
…z。,邑演化出很復(fù)雜的圖案，因而可對復(fù)雜的自然現(xiàn)象進(jìn)行模
擬，這就是采用元胞自動(dòng)機(jī)的模擬。
出自http://www.bjsgyq.com/北京顯微鏡百科
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