Análise do espaço elementar de autômatos celulares com atualização por prioridade de vizinhança
Tipo
Tese
Data de publicação
2021-08-11
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Mattos, Thiago de
Orientador
Oliveira, Pedro Paulo Balbi de
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Monteiro, Luiz Henrique Alves
Ardila, Dario Andres Bahamon
Schimit, Pedro Henrique Triguis
Medel, Marco Antonio Sebastian Montalva
Ardila, Dario Andres Bahamon
Schimit, Pedro Henrique Triguis
Medel, Marco Antonio Sebastian Montalva
Programa
Engenharia Elétrica e Computação
Resumo
Autômatos celulares são sistemas dinâmicos que podem ser utilizados como modelo para
diversos sistemas complexos encontrados na natureza. De caráter discreto, são representados
por reticulados compostos de células que podem assumir diferentes estados, cuja dinâmica
está condicionada a regras de transição local e relações de vizinhança entre as células.
Em um autômato celular tradicional, a regra de transição local é aplicada a todas as
células em um único passo de tempo. Em outras palavras, a regra local é aplicada de
forma síncrona. A literatura mostra que tal abordagem apresenta algumas limitações,
principalmente quando utilizada em autômatos celulares que representam modelos de
sistemas do mundo real. Devido à isso, há muito interesse pelo estudo de sua contraparte,
a abordagem assíncrona, tanto probabilística como determinística, que pode proporcionar
um grau extra de liberdade em tais modelos. A maneira padrão de definir o assincronismo
determinístico é por meio da priorização de cada célula, no qual o assincronismo fica
totalmente condicionado à posição de cada uma das células no reticulado.
Como inovação, propõe-se uma nova maneira de olhar tal assincronismo, no qual a
prioridade recai sobre as configurações de vizinhança das células, ao invés da posição da
célula no reticulado. Todavia, durante o desenvolvimento deste trabalho, descobre-se que
tal modelo é essencialmente síncrono ao invés de assíncrono.
Mesmo não sendo um modelo assíncrono como se pensava inicialmente, o autômato celular
com priorização de configurações de vizinhança demonstra certo grau de liberdade quanto à
sua dinâmica, sendo assim adequado para representar diversos sistemas. Por isso, apresentase de maneira inédita o estudo de tal modelo sob duas distintas condições: a primeira,
permitindo irrestritamente que células sejam atualizadas diversas vezes durante a execução
de um passo de tempo do autômato celular, denominado como esquema de atualização
múltipla; e a segunda, permitindo que as células sejam atualizadas apenas uma única
vez durante o mesmo passo de tempo, denominado como esquema de atualização única.
Tomando o espaço dos autômatos celulares elementares como base, realiza-se um estudo
completo de sua dinâmica usando o modelo de atualização baseado em prioridades de
configurações de vizinhança.
Descrição
Palavras-chave
autômato celular elementar , assincronia , priorização , vizinhança