Návrh výpočetních struktur v celulárních automatech

Abstract

za pomocí celulárních automatů. Práce popisuje principy fungování celulárních automatů a zabývá se jejich způsoby jejich využítí pro stanovený cíl. Na 1D a 2D rozměrných celulárních automatech vybraných typů jsou ukázány možné způsoby jak Turingovsky univerzálního výpočtu tak i další řešící specifické úlohy. Tímto je demonstrována schopnost celulárních automatů provádět výpočet a zároveň jsou ukázány rozlišné způsoby interpretace vstupů a výstupů výpočtů na celulárním automatu. S přihlédnutím k těmto poznatkům jsou pro vybrané obvody navrženy testy mající za úkol nalézt realizaci těchto obvodů na celulárních automatech za pomoci zvoleného evolučního algoritmu. Nalezené výsledky jsou pak porovnány z hlediska jejich nároků na evoluční algoritmus a spotřebované výpočetní zdroje.The goal of this master thesis is to examine possibilities of realizing comptutational structures in cellular automata. The work describes the fundamental principles of cellular automata and summarizes some ways of how to achive the specified goal. An overview of Turing-complete and other specialized computational tasks is proposed considering both 1D and 2D cellular automata. It is shown that different computational scenarios in cellular automata can be considered with various setups of the input and output arrangements. With regard to showed inputs and outputs arrangement, sets of tests is designed to find solutions of choosen computational structures on cellular automata with use of choosen evolutionary algorithm. Found solutions are compared by computational resources consumption and difficulty of discovery later.