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Tipo do documento: Dissertação
Título: Nova caracterização da noção de reversibilidade parcial para autômatos celulares unidimensionais em reticulado cíclico, com foco no espaço elementar
Autor: Corrêa, Ronaldo de Castro
Primeiro orientador: Oliveira, Pedro Paulo Balbi de
Primeiro membro da banca: Monteiro, Luiz Henrique Alves
Segundo membro da banca: Moura, Arnaldo Vieira
Resumo: Autômatos celulares são sistemas dinâmicos discretos que, por meio de regras de ação local, até mesmo muito simples, podem apresentar processamento global arbitrariamente complexo. A reversibilidade é uma propriedade que poucas regras possuem e que garante a existência de uma regra inversa capaz de reverter a evolução temporal da regra original. Para uma regra ser reversível, todas as configurações possíveis de reticulado devem possuir somente uma única configuração antecessora, ou seja, uma única pré-imagem. Nesse contexto, havia sido proposto na literatura o conceito de regras poderem ser caracterizadas por sua reversibilidade parcial relativa, ou seja, regras poderem ser mais ou menos reversíveis que outras. Essa noção é representada por meio do padrão de pré-imagem da regra, que é composto pelas quantidades ordenadas de pré-imagens de todas as configurações possíveis de reticulado, até um tamanho máximo. Para classificar as regras das mais reversíveis para as menos reversíveis, ou agrupá-las caso possuíssem a mesma reversibilidade, era feita a ordenação lexicográfica dos padrões de pré-imagens. Este trabalho reavaliou a definição original, com base nos autômatos celulares elementares, apesar de os resultados serem aplicáveis a qualquer outra família unidimensional de regras. Assim, foi proposta uma grandeza que representa o nível de reversibilidade de uma regra, também baseada em seu padrão de pré-imagem, mas agora a partir da probabilidade de reverter corretamente cada configuração possível de reticulado, até um tamanho máximo dado. Tal medida permite analisar o nível de reversibilidade de uma regra em termos absolutos, e não mais relativamente a outras regras. Dessa forma, torna-se possível analisar individualmente os níveis de reversibilidade das regras, o que possibilitou inferir o nível de reversibilidade de regras para reticulados arbitrariamente maiores que os calculados, em particular, identificando regras que tendem a ser reversíveis conforme o tamanho do reticulado tende a infinito. Também foi possível definir uma operação que, a partir das próprias transições de estado de uma regra, permite obter parcialmente as regras que possuem o mesmo nível de reversibilidade, sem a necessidade do cálculo do padrão de pré-imagem, que é extremamente custoso computacionalmente.
Abstract: Cellular automata are discrete dynamic systems that by local action rules, even very simple, can present arbitrarily complex global processing. The reversibility is a property that a few rules have and guarantees the existence of an inverse rule capable of reversing the temporal evolution of the original rule. For a rule be reversible all possible configurations of lattices must have only one predecessor, i.e., only one pre-image. In this context, it had been proposed in the literature the concept of rules may be characterized by its relative partial reversibility, that is, rules can be more or less reversible than others. This notion is represented by the rule pre-image pattern, which is composed of the quantities ordered pre-images of all the possible configurations of lattices up to a maximum size. To sort the rules of the reversible for less reversible, or group them if they had the same reversibility was made lexicographical ordering patterns of pre-images. This paper reviewed the original definition, based on elementary cellular automata, although the results are applicable to any other one-dimensional family rules. Thus, proposed it was a measure of the reversibility level of a rule, also based on its default pre-image, but now from the probability of correctly reverse each possible configurations of lattices up to a given maximum size. This measure allows us to analyze the degree of reversibility of a rule in absolute terms and not relative to other rules. Thus, it becomes possible to individually analyze the reversibility levels of rules, making it possible to infer the degree of rules reversible for lattices arbitrarily larger than calculated, in particular, identifying rules that tend to be reversible when the size of the lattices tends to infinity. It was also possible to define an operation that, from their own state transitions rule, allows to obtain partially rules that have the same level of reversibility without the need of standard calculating preview image, which is extremely expensive computationally.
Palavras-chave: Autômato celular unidimensional;  regra reversível;  regra parcialmente reversível;  reversibilidade parcial;  espaço elementar;  one-dimensional cellular automaton;  reversible rule;  partially reversible rule;  partial reversibility;  elementary space
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade Presbiteriana Mackenzie
Sigla da instituição: UPM
Departamento: Engenharia Elétrica
Programa: Engenharia Elétrica
Citação: CORRÊA, Ronaldo de Castro. Nova caracterização da noção de reversibilidade parcial para autômatos celulares unidimensionais em reticulado cíclico, com foco no espaço elementar. 2015. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2015.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.mackenzie.br/jspui/handle/tede/1469
http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/13112
Data de defesa: 23-Nov-2015
metadata.dc.bitstream.url: http://tede.mackenzie.br/jspui/bitstream/tede/1469/1/RONALDO%20DE%20CASTRO%20CORREA.pdf
Aparece nas coleções:Engenharia Elétrica - Dissertações - EE Higienópolis

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