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从缤纷多彩的生命,到往来不息的车流。宏观世界如此多的事物,都可以用一行行小格子上,简约的规则来描述。这就是细胞自动机,数学家手中,描述世界的齿轮。

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关键词:

模型 数学 模拟
燃玉
大连理工大学
简单的齿轮,复杂的世界

简单的齿轮,复杂的世界

“细胞自动机”又叫“元胞自动机”,是一种数学模型。它描述了一群规则排列的、有多种状态的格子,每个格子按照简单规则改变自己的状态,却可以演化出十分复杂的图案。1950年,“计算机之父”数学家冯·诺依曼提出细胞自动机,用来模拟生物细胞的复杂行为,尤其是细胞的自我复制。而今天,从城市道路拥堵,到肿瘤生长;从信息时代的数据加密,到现代艺术家的图案与音乐设计:世界机器纷繁复杂、五彩缤纷,却可以通过细胞自动机这一个个简单的齿轮,拼凑出它的轮廓。

本书分为4个部分:第1章向读者简单介绍细胞自动机及其研究进展;第2章介绍怎样在计算机上将其实现;第3-7章介绍细胞自动机的应用;第8章介绍关于细胞自动机的数学研究进展。

其中,第3章是细胞自动机在各领域应用的综述。第4-7章按照细胞自动机应用的三个不同层次划分:

首先是利用细胞自动机本身的性质:它的复杂性被用于加密和随机数生成等算法;它的分形性质被艺术家用于美妙图案的设计,甚至作曲;二者分别在第4、7章介绍。

另外,细胞自动机可以根据简单的规则,模拟一些复杂的现象,为人们的决策提供依据。比如水文条件的变化、金属腐蚀、肿瘤生长等。将在第5章介绍。

最后一个层次,将细胞自动机直接用于决策:每一种方案对应细胞自动机的一套规则或者一套演化条件,演化结果找出最佳方案。比如工厂选址、交通规划、企业管理等。将在第6章介绍。

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第1章 什么是细胞自动机?
1.元胞自动机研究进展
孙德山
元胞自动机是一个具有简单运算规则的动态模型,但却能展现出复杂的行为.元胞自动机引起了许多研究者的关注,相关研究工作已经广泛展开.论文综述了元胞自动机的研究进展及在不同领域的一些应用.   详情>>
来源:《五邑大学学报(自然科学版)》 2011年第04期 作者:孙德山
2.细胞自动机:简单的规则,复杂的行为
陈芳跃;金伟锋
细胞自动机是一种时间、空间与状态都离散的数学模型。回顾了初等细胞自动机模型的应用及其符号动力学刻画的相关文献,在大量统计性质和计算机模拟基础上,着重分析具有鲁棒Bernoulli移位特征的细胞自动机规则的一些符号动力学性质,揭示了细胞自动机的简单规则中蕴含着复杂、混沌的非线性动力学...   详情>>
来源:《杭州电子科技大学学报(自然...》 2015年第01期 作者:陈芳跃;金伟锋
3.细胞自动机及其理论研究进展
张传武
细胞自动机固有的组成单元的简单性 ,单元之间作用的局部性和信息处理的高度并行性 ,并表现出复杂的全局特性等特点使得其广泛应用于物理模型模拟、密码学和内建式自测试等领域。本文简述了细胞自动机的基本概念 ,研究了细胞自动机的分析理论和细胞自动机的综合理论   详情>>
来源:《贵州大学学报(自然科学版)》 2004年第03期 作者:张传武
第2章 从齿轮到机器:构造一个细胞自动机
1.细胞自动机及MATLAB仿真
王鹏;杨明
按照S.W o lfram对细胞自动机的分类规则,以M ATLAB为工具,实现了对所有初等细胞自动机演化规则的动态模拟,并针对奇偶规则、蚂蚁规则等典型细胞自动机的演化规则,提出相应的算法,以M ATLAB为工具开发了可视化的模型,刻化了细胞自动机在模拟复杂现象方面的优势.   详情>>
来源:《中北大学学报(自然科学版)》 2006年第05期 作者:王鹏;杨明
2.JAVA模拟细胞自动机
汪明艳;耿祥义
简要介绍了细胞自动机模型和理论的研究及应用背景.以JAVA语言为仿真工具,用二维细胞自动机摸型模拟了十字交叉路口的交通控制流,并从中得到了一些启发,进一步展现了细胞自动机的广阔应用前景.   详情>>
来源:《大连铁道学院学报》 2002年第02期 作者:汪明艳;耿祥义
3.球面元胞自动机框架的比较与选择
肖志峰;翟晓芳
在球面构建基本的元胞自动机框架是球面元胞自动机研究的基础。该文从球面空间特性出发,分析比较了四边形、三角形和六边形网格的不同几何特性和元胞运动机制,提出了基于六边形网格的元胞自动机框架模型,描述了其基本定义、运动机制和坐标系统,并构建了球面六边形元胞自动机原型系统进行模拟实...   详情>>
来源:《地理与地理信息科学》 2010年第05期 作者:肖志峰;翟晓芳
4.自增殖细胞自动机的建模理论与算法
胡海英;胡瑞安
提出了细胞自动机的建模机理与算法,以及用链语言描述自增殖过程的方法,研制了相应的验证性软件,得到了一组不同初始态、单个或多个无序种子条件下,以及各种可能的邻座情况下不同细胞自动机的进化图像。   详情>>
来源:《华中科技大学学报》 1995年第11期 作者:胡海英;胡瑞安
第3章 蓝图:各个应用领域综述
1.细胞自动机在密码中的应用
王培春;朱甫臣
近年来,细胞自动机在密码上的应用得到了广泛关注。本文首先对细胞自动机的研究方法进行了描述,然后对构造具有最大周期细胞自动机的基本理论进行总结、最后综述了几个具有代表性的基于细胞自动机的密码。   详情>>
来源:《信息安全与通信保密》 2005年第07期 作者:王培春;朱甫臣
2.元胞自动机与人工生命研究进展
闫广武
简要综述了元胞自动机的研究进展及取得的一些重要成果.特别是由元胞自动机的自我繁衍导致的人工生命的概念、特征及目前存在的问题.   详情>>
来源:《吉林大学学报(理学版)》 2003年第01期 作者:闫广武
3.元胞自动机方法模拟微观组织演变的建模框架
郭洪民;刘旭波
基于元胞自动机模型的框架特性,构建了基于扩展的元胞自动机的模型框架MicrosCA。该模型不是针对某一具体应用的实际模型,而是一个通用的模型框架,阐述了构建微观组织模拟元胞自动机模型的主要思想、微观模型与其它模型间的集成。在此基础上,可以针对不同应用问题,对其进行适当细化和具体化,以...   详情>>
来源:《材料工程》 2003年第08期 作者:郭洪民;刘旭波
4.细胞自动机及其在复杂系统研究中的应用
于乃功;阮晓钢
近年来,随着计算机技术的飞速发展,细胞自动机理论及其在复杂系统研究领域中应用的研究受到科学界的高度重视。由于细胞自动机具有结构简单、并行计算能力强和易于在计算机上实现系统的可视化模拟等特点,它已成为复杂系统研究领域一种具有广阔发展前景的新方法,在复杂系统(如:生物系统、交通系...   详情>>
来源:《计算机工程与应用》 2004年第12期 作者:于乃功;阮晓钢
5.基于元胞自动机的创新扩散模型综述
张廷;高宝俊
元胞自动机(CA)是一种微观仿真模型,通过在微观层面上模拟个体行为和属性,自底向上地构建模型,更符合创新采纳的真实过程,是研究创新扩散的一种重要方法。CA模型应用于创新扩散已有十多年的时间,但至今仍然缺乏一个统一的研究体系,尚未见有相关的总结性文章发表。本文对这些模型进行综述性研究...   详情>>
来源:《系统工程》 2006年第12期 作者:张廷;高宝俊
6.交通流元胞自动机模型综述
郑英力;翟润平
随着交通流模拟的需要及智能交通系统的发展,出现了基于元胞自动机理论的交通流模型。交通流元胞自动机模型由一系列车辆运动应遵守的运动规则和交通规则组成,并且包含驾驶行为、外界干扰等随机变化规则。文章介绍了交通流元胞自动机模型的产生与发展,总结和评述了国内外各种元胞自动机模型,并...   详情>>
来源:《公路交通科技》 2006年第01期 作者:郑英力;翟润平
7.元胞自动机模型方法及其在材料组织结构模拟中的应用
邓章铭;周浪
元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型 ,它对处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题如材料的组织结构演变问题有独到之处 ,并且特别便于计算机模拟实施。本文介绍了元胞自动机的基本思想、分类与特征 ,并综述了元胞自动机模型方法在材料的凝固结晶、再结晶和晶粒长大以及相沉淀和相分...   详情>>
来源:《材料科学与工程》 2000年第03期 作者:邓章铭;周浪
8.元胞自动机:一种探索管理系统复杂性的有效工具
陈国宏;蔡彬清
元胞自动机能利用简单的局部规则和离散方法描述复杂的全局的连续系统,已成为探索复杂系统的一种有效工具。文章阐述了元胞自动机的发展历程、结构、特征及基本理论与方珐;介绍了元胞自动机在寡头垄断行为、交通管理及工程运输、城市发展、市场营销、股票投资、企业战略等管理领域中的应用;指...   详情>>
来源:《中国工程科学》 2007年第01期 作者:陈国宏;蔡彬清
9.地理元胞自动机研究综述
柯新利;边馥苓
从地理元胞自动机的应用范围、地理元胞自动机转换规则的获取、地理元胞自动机空间划分、元胞自动机与G IS的集成等方面回顾了地理元胞自动机模型的研究,对地理元胞自动机模型研究的发展趋势进行了分析,认为地理元胞自动机模型研究在以下几个方面需要进一步深入:(1)应用范围应进一步扩大;(2)在...   详情>>
来源:《咸宁学院学报》 2009年第03期 作者:柯新利;边馥苓
10.景观格局演变及其生态效应研究进展
葛方龙;李伟峰
区域景观格局演变及生态效应研究一直是景观生态学研究的重点,对人类、自然的可持续发展具有重要的意义。文章从景观格局-过程-生态效应的相互驱动机制及当前的研究进展进行了系统的分析,综述了国内外景观格局及其生态效应研究相关进展,集中分析了当前研究中的热点和难点。景观分类是景观格局...   详情>>
来源:《生态环境》 2008年第06期 作者:葛方龙;李伟峰
11.细胞自动机在建筑设计中的应用
张亦驰
借助细胞自动机的基本原理以及参数化编程设计的手段,依据案例探讨了细胞自动机在建筑上的应用,同时结合实际研究对这个设计方法的运用进行了详细的分析。   详情>>
来源:《山西建筑》 2013年第15期 作者:张亦驰
第4章 加密与随机:细胞自动机的算法应用
1.基于可逆元胞自动机的图像加密算法
冯志华;侯旭
提出一种基于一维可逆元胞自动机(RCA)的新的图像加密算法,算法中可逆元胞自动机(RCA)规则和随机数据的应用使得图像具有更高安全性。可逆元胞自动机(RCA)加密算法将已知灰度图像变为二值图像.然后将其数据重新排列成一0-1序列,应用可逆元胞自动机(RCA)规则实现图像加密。灰度图像加密的仿真结...   详情>>
来源:《辽宁工业大学学报(自然科学...》 2008年第03期 作者:冯志华;侯旭
2.一种基于元胞自动机的无向图剖分优化算法
孙凌宇;冷明
运用元胞自动机理论,针对无向图剖分优化问题进行了分析和建模,提出了一种元胞自动机模型以及基于该模型的无向图剖分优化算法。在该元胞自动机模型中,元胞对应于无向图中的结点,元胞的邻居对应于邻接结点,元胞空间对应于无向图中的结点集,元胞的状态对应于所在的结点子集。实验及分析表明该算...   详情>>
来源:《计算机工程与应用》 2008年第24期 作者:孙凌宇;冷明
3.细胞自动机位相展开算法用于三维传感
谭松新;苏显渝
研究了细胞自动机算法用于复杂面形三维传感问题。提出采用调制度分析的方法构造二元控制模板,以确保细胞自动机算法能展开复杂位相场。给出了采用这种方法对口腔牙型测量的结果   详情>>
来源:《光学学报》 1997年第01期 作者:谭松新;苏显渝
4.基于元胞自动机扩展模型的图的最短路径算法
吴晓军;薛惠锋
利用元胞自动机在元胞空间上的并行特性,采用元胞动态邻居,时间段自适应调整的方法,构造出一种新的基于元胞自动机扩展模型的最短路径搜索算法,即通过简单规则的元胞状态演化,得到带权图的最短路径;该方法经过优化,能够达到Dijkstra算法的时间效率;并且为基于元胞自动机扩展模型解决图的问题的...   详情>>
来源:《计算机应用》 2004年第05期 作者:吴晓军;薛惠锋
5.基于元胞自动机的小生境微粒群算法
夏小翔;曾建潮
小生境技术的引入,提高了微粒群算法处理多峰函数优化问题的能力。提出了基于元胞自动机邻域的小生境微粒群算法,并通过对典型函数进行测试,实验结果表明,该算法在复杂函数(较难收敛函数)的优化中比基于环形结构的标准小生境微粒群算法要好。   详情>>
来源:《计算机工程与应用》 2007年第11期 作者:夏小翔;曾建潮
6.演化元胞自动机函数优化算法案例研究
贾红伟;何炎祥
BUMP是一个超多维,超多峰,超非线性的问题,被广泛应用于各种演化算法的性能比较。但最好解是未知的。基于元胞自动机的遗传算法报告了BUMP曾经发表过的最好解。该文设计了基于演化元胞自动机的新算法(ECAA)并获得了更好的结果。文中详细讨论了算法中各算子的设计方法及其在算法中扮演的角色,分...   详情>>
来源:《计算机工程与应用》 2005年第26期 作者:贾红伟;何炎祥
7.基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型研究
柯新利;边馥苓
传统的元胞自动机模型采用统一的转换规则和相同的演化速率进行演化,忽略了地理现象演变的时空差异性:演化规律的空间异质性和演化速率的空间差异性。针对这一问题,提出了基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型,采用双约束空间聚类的方法对元胞空间进行分区,用分区转换规则替代统一转换规...   详情>>
来源:《中国图象图形学报》 2010年第06期 作者:柯新利;边馥苓
8.细胞自动机函数优化算法
郑波尽;李元香
细胞自动机广泛用于仿真、建模,提出用细胞自动机进行函数优化。该思想与演化算子结合的算法CAMGA在试验中取得了很好的效果。其中对BUMP问题的求解优于现今已经发表的结果。   详情>>
来源:《计算机工程》 2003年第19期 作者:郑波尽;李元香
9.多维参数反演遗传算法的元胞自动机模型与应用
冯春;马建文
城市是一个自组织的复杂系统,其扩展受许多不确定性因素影响。元胞自动机(CA)模型具有强大的空间运算能力,可以有效地模拟复杂的动态系统,在模拟城市扩展及其他地理现象中,得到了良好的效果。转换规则是CA模型的核心,其利用由地理元胞的状态及空间关系得出的空间参数计算元胞的变化。空间参数...   详情>>
来源:《地球信息科学》 2005年第01期 作者:冯春;马建文
第5章 复杂源于简单:细胞自动机的模拟应用
1.模拟肿瘤生长的Logistic细胞自动机模型
胡日查;阮晓钢
对模拟肿瘤生长的微分方程 L ogistic模型进行了分析和研究 ,设计了一种基于一维细胞自动机的肿瘤生长动态模型。以连续 L ogistic模型为基础 ,导出模型的离散差分形式 ,在前人工作的基础上 ,设计出基于细胞自动机的离散计算机生长动态模型 ,并设计出细胞自动机状态随机演化规则 ,对基于细胞自...   详情>>
来源:《生物医学工程学杂志》 2003年第01期 作者:胡日查;阮晓钢
2.基于元胞自动机的洪泽湖洪水蔓延模型研究
李宗花;叶正伟
分析了元胞自动机的基本原理和构成,利用元胞自动机原理建立了洪泽湖洪水蔓延模型。模型以栅格空间数据结构作为基础,采用二维元胞自动机模型,确定了元胞空间和元胞状态,建立了洪泽湖洪水蔓延的规则,并根据规则以9邻域方式进行元胞状态的更新。选择性地测试了洪水蔓延模型的计算结果,模型计算...   详情>>
来源:《计算机应用》 2007年第03期 作者:李宗花;叶正伟
3.细胞自动机及其在菌体生长建模仿真中的应用
于乃功;阮晓钢
在介绍细胞自动机基本概念、基本特征和仿真模型建立步骤的基础上,较详细地讨论细胞自动机在青霉素发酵过程菌体生长建模及仿真中的应用。在建立青霉素分批发酵过程菌体生长细胞自动机模型的前提下,以Matlab为开发工具实现了模型的可视化编程,并进行了仿真实验。实验结果表明,利用细胞自动机建...   详情>>
来源:《系统仿真学报》 2004年第12期 作者:于乃功;阮晓钢
4.细胞自动机模拟活性污泥法污水处理过程
陈庆彩;史江红
从活性污泥法污水处理过程的微观机理出发,建立了污水处理过程的二维细胞自动机模型,并进行仿真实验.结果表明:建立的细胞自动机模型能够实现污水处理过程的动态可视化,复现出了污水中有机物被吸附、降解及微生物生长、繁殖和衰亡的过程;仿真中还讨论了污泥颗粒粒径、有机物分子半径、温度和污...   详情>>
来源:《环境科学学报》 2011年第09期 作者:陈庆彩;史江红
5.自组织现象的元胞自动机模拟与图示
李才伟;胡瑞安
将确定性元胞自动机、随机元胞自动机、及作者创建的多元随机元胞自动机,用于模拟自然界广泛存在的自组织现象。建立了若干自组织行为的元胞自动机模型,并用自己编制的PCWindows环境下的通用元胞自动机程序,模拟了BZ振荡反应、定向压力下结晶条带形成、三分子化学反应等自组织过...   详情>>
来源:《计算机辅助设计与图形学学报》 1997年第06期 作者:李才伟;胡瑞安
6.元胞自动机方法对动态再结晶过程的模拟
何燕;张立文
建立了模拟多晶金属材料动态再结晶过程的二维元胞自动机模型,模型考虑了动态回复、位错密度及形核率等因素对动态再结晶的影响。利用这个模型可以得到整个形变过程的位错密度变化,晶粒形态及晶粒的取向和大小,模拟结果与动态再结晶生长动力学理论符合较好,并证实了动态再结晶的平均晶粒尺寸与...   详情>>
来源:《材料热处理学报》 2005年第04期 作者:何燕;张立文
7.连续冷却过程中低碳钢奥氏体→铁素体相变的元胞自动机模...
张林;张彩碚
采用低碳钢连续冷却过程中奥氏体→铁素体相变的元胞自动机模型,模拟了铁素体晶粒形核与生长的全过程,模型中考虑了溶质扩散在相变过程中的作用,在元胞自动机的网格内,晶粒的形核与生长用两个概率的变化来描述它们之间在相变过程中的相互竞争关系,给出了形核与生长的元胞自动机规则,总结了元胞...   详情>>
来源:《金属学报》 2004年第01期 作者:张林;张彩碚
8.区域市场连锁经营选址与布局的元胞自动机模拟
田志友;王浣尘
元胞自动机模拟技术是研究复杂社会经济系统的一种有效方法。在分析、总结区域市场零售业连锁经营发展特点的基础上,建立了连锁网点选址与布局的市场吸引力模型,运用元胞自动机模拟技术,并以Matlab中的结构体对象为演化变量,进行区域市场连锁网点选址与布局的仿真研究。通过对不同模拟结果的分...   详情>>
来源:《系统工程理论方法应用》 2005年第01期 作者:田志友;王浣尘
9.基于元胞自动机的流行病传播模型及模拟
于鑫;段晓东
讨论了一种基于元胞自动机的流行病建模方法,并在该模型的基础上模拟了不同传播特性流行病的传播与控制过程。模拟结果与这些不同传播特性流行病传播的宏观特征相吻合,表明元胞自动机是流行病的一种有效的建模方法。同其他的流行病建模方法相比,该模型结构简洁灵活,计算方式简单,模拟过程直观...   详情>>
来源:《计算机工程与应用》 2005年第02期 作者:于鑫;段晓东
10.基于元胞自动机的莫莫格湿地土地覆被预测模拟
胡茂桂;傅晓阳
本文运用元胞自动机结合人工神经网络方法,利用1986年和2004年两时期的ETM遥感影像,对莫莫格国家级湿地自然保护区的土地覆被变化进行了动态的模拟和预测,探讨了元胞自动机模型在湿地土地覆被变化预测和湿地资源保护方面的重要作用,为湿地资源的动态监测与可持续发展提供参考和决策支持。在模...   详情>>
来源:《资源科学》 2007年第02期 作者:胡茂桂;傅晓阳
11.试论元胞自动机模型与LUCC时空模拟
汤君友;杨桂山
对土地利用变化过程的模拟和预测,需要地理信息系统(GIS)等相关技术的支撑。但目前GIS不能完整地表达地理实体的时态信息和时空关系,缺乏时空分析和动态模拟的能力。元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)是一种自下而上的动态模拟建模框架,具有模拟地理复杂系统时空演化过程的能力。本文从元...   详情>>
来源:《土壤》 2003年第06期 作者:汤君友;杨桂山
12.集成灰色分析和元胞自动机用于景观动态模拟
李晖;白杨
针对景观生态系统"复杂性"的特点,采用灰色局势确定邻域转换规则,构建元胞自动机,用于模拟和分析景观生态动态变化。在信息不完全的情况下,提高了元胞自动机景观生态动态模型的可靠性和可行性。以中国云南省怒江流域中段作为实例,确定影响元胞转换规则的三因素主要有元胞邻域的聚集程度,土地适...   详情>>
来源:《生态学报》 2009年第11期 作者:李晖;白杨
13.多智能体与元胞自动机结合及城市用地扩张模拟
杨青生;黎夏
运用多智能体(Agent)和元胞自动机(CA)结合来模拟城市用地扩张的方法,将影响和决定用地类型转变的主体作为Agent引进元胞自动机模型中,Agent在CA确定的城市发展概率的基础上,通过自身及其周围环境的状况,综合各种因素的影响做出决策,决定元胞下一时刻的城市发展概率。运用Agent的决策结果,对C...   详情>>
来源:《地理科学》 2007年第04期 作者:杨青生;黎夏
14.基于元胞自动机模型的城市空间变化模拟研究进展
柯长青;欧阳晓莹
元胞自动机(CA)是一种时间、空间、状态都离散,空间的相互作用及时间上的因果关系皆局部的网格动力学模型,其“自下而上”的研究思路,强大的复杂计算功能、固有的平行计算能力、高度动态以及具有空间概念等特征,使得它在模拟空间复杂系统的时空动态演变方面具有很强的能力.在城市空间动态变化...   详情>>
来源:《南京大学学报(自然科学版)》 2006年第01期 作者:柯长青;欧阳晓莹
15.带断层的细胞自动机模型及算法复杂性
陆远忠;吕悦军
用带断层的细胞自动机模型模拟地震活动,得到一些具有普适性的结果.证实地震活动具有某些有序性,说明断层的存在及相互位置都对地震活动总体特征有明显的影响,并用自组织临界状态理论解释了模型各演化阶段的特征,最后用算法复杂性分析了模型所产生的序列,初步表明算法复杂性AC可以用作...   详情>>
来源:《地震学报》 1994年第02期 作者:陆远忠;吕悦军
第6章 寻找最优解:实际问题中的决策
1.基于元胞自动机遗传算法的云资源调度
张水平;邬海艳
针对传统遗传算法易陷入早熟收敛等问题,提出一种改进的元胞自动机遗传算法(CGA),并将其应用于云环境下的资源调度。分析云计算环境中处理用户群请求的庞大任务数及资源合理分配的问题,利用CGA算法寻求一组最优的资源调度方案。在CloudSim仿真平台上进行实验,结果表明,CGA算法能缩短任务完成时...   详情>>
来源:《计算机工程》 2012年第11期 作者:张水平;邬海艳
2.基于元胞自动机理论的协同设计任务调度模型
徐鸿翔;吴晶华
分析了设计任务调度的特点,提出了基于元胞自动机理论的调度模型。对元胞自动机任务调度模型进行了数学描述,对设计任务调度的策略进行了分析,建立了元胞自动机目标调度模型,通过具体算例对所提出的模型进行了验证,表明元胞自动机模型可以有效地进行任务调度的优化。   详情>>
来源:《江苏技术师范学院学报》 2011年第10期 作者:徐鸿翔;吴晶华
3.铁路选线中的元胞自动机模型
何越磊;姚令侃
铁路选线设计是铁路建设的总体设计工作之一.考虑环境和交通运输业的可持续发展的的要求,改进传统的导向线,提出广义导向线定线法进行选线的方法.并依据此思想建立定线元胞自动机模型.藉助元胞自动机的离散动力演化功能,将多目标综合考虑,实现铁路选线设计中定线处动化.这种整体离散优化思想为...   详情>>
来源:《兰州交通大学学报》 2004年第01期 作者:何越磊;姚令侃
4.元胞自动机仿真模拟在矿山厂址选择决策中的应用
曾荣;陈建宏
元胞自动机是由离散的元胞组成,按照一定的局部规则在离散的时间维上进行动态演化,其强大的空间建模以及运算能力能够模拟出具有时空特征的复杂动态系统。将元胞自动机仿真模拟应用于堆积型铝土矿厂址选择,建立元胞选址竞争力函数,构建矿山厂址选择模型,利用仿真软件Mirek's Cellebration模拟...   详情>>
来源:《有色金属(矿山部分)》 2012年第06期 作者:曾荣;陈建宏
5.元胞自动机在作战舰艇生命力评估中的应用
刘辉;金涛
作战舰艇生命力是衡量舰艇作战能力的重要因素,其评估是对复杂系统的研究过程。元胞自动机是一种"自下而上"的动态模拟建摸框架,具有自组织性和模拟复杂系统时空演化过程的能力。从元胞自动机的概念、构成和原理入手,分析和总结了元胞自动机的基本特征,将元胞自动机应用到对作战舰艇的生命力进...   详情>>
来源:《舰船科学技术》 2007年第05期 作者:刘辉;金涛
6.元胞自动机在景观格局优化中的应用
秦向东;闵庆文
在景观格局优化方法的发展过程中,以景观模拟演化为核心的景观格局优化模式已显示出优越性,这种模式在大量景观变化模拟预测结果形成的状态空间中搜索景观格局的优化方案,优化的客观性和自动化程度较高。但由于目前在景观尺度上的格局和过程相互作用规律尚缺乏定量的描述,限制了这种优化模式的...   详情>>
来源:《资源科学》 2007年第04期 作者:秦向东;闵庆文
7.基于分区异步元胞自动机模型的耕地利用布局优化——以武...
柯新利;邓祥征
以武汉城市圈为例,根据城市圈内各县域社会经济发展对土地资源需求的区域差异,探讨分区异步元胞自动机模型在耕地利用布局优化中的应用。模型根据各县域建设用地需求优先度确定异步演化速率,根据各县域土地利用变化的规律结合粮食自给率和建设用地满足程度确定分区转换规则,根据全区域的粮食安...   详情>>
来源:《地理科学进展》 2010年第11期 作者:柯新利;邓祥征
第7章 分形之美:细胞自动机的艺术
1.基于二维元胞自动机的图案设计方法研究
康振环;王化雨
研究者们常常根据元胞自动机的演化机制,模拟人类的社会现象、自然界中的物质变化等。元胞自动机在绘制图案的应用研究中,通常是用于对自然界、人体器官等实体仿真。而文中则是根据元胞自动机演化的多样性和随机性,提出了一种基于二维元胞自动机的图案设计方法。该方法可以根据算法的描述,结合...   详情>>
来源:《计算机技术与发展》 2012年第01期 作者:康振环;王化雨
2.元胞自动机在陶瓷装饰设计中的应用
袁芳;王普
将元胞自动机这一前沿科技应用到传统的陶瓷行业中,使更多美妙的元胞自动机图案运用到陶瓷装饰设计中,对传统的陶瓷装饰艺术进行拓展和延续,给人们带来一种全新的审美理念和审美情趣。   详情>>
来源:《商业文化(下半月)》 2012年第10期 作者:袁芳;王普
3.基于模糊元胞自动机的复杂图案、纹理生成实现
张芳;丁永生
结合模糊规则和元胞自动机的机理,分析了模糊元胞自动机的基本原理,根据元胞自动机的不同构形,提出多种模糊元胞自动机演化规则,并根据这些基本规则,分别用3邻元、5邻元以及9邻元进行元胞状态更新,生成了多颜色\复杂、漂亮的图案和织物纹理,其结果在针织织物设计中意义重大.   详情>>
来源:《中国纺织大学学报》 1999年第05期 作者:张芳;丁永生
4.基于Hilbert映射的元胞自动机音乐生成算法
王存睿;段晓东
详细介绍了元胞自动机中各种元胞一维、二维音符映射规则,而且详细讲解了其实现技术,而且通过对音乐序列元胞规则的特征进行分析,构建了基于Hilbert曲线映射元胞音符映射方案,实验也表明该音符映射方案能够反映出二维元胞的图案周期变化.   详情>>
来源:《微电子学与计算机》 2010年第01期 作者:王存睿;段晓东
第8章 非线性与混沌:细胞自动机的数学性质
1.元胞自动机的演化行为研究
王仲君;王能超
基于元胞自动机演化行为研究与仿真系统,通过对元胞自动机的一、二、三维演化行为的研究,从统计和渐进的角度对元胞自动机进行了分类,将元胞自动机的演化行为动态统计图与沃尔弗拉姆对于元胞自动机的分类对应起来研究。这些从不同视角得到的结果有助于对元胞自动机的演化行为进行深入研究;但从...   详情>>
来源:《计算机应用研究》 2007年第08期 作者:王仲君;王能超
2.加性细胞自动机的同构性分析
张传武
根据矩阵方程理论和细胞自动机原理,提出了加性细胞自动机状态转移结构的同构性方法,该方法利用状态转移矩阵方程及其特征多项式分析规则90和150加性细胞自动机,证明了特征多项式为不可约多项式时的零边界规则90和150加性细胞自动机与其对应的线性细胞自动机具有相同结构的状态转移图,即它们同...   详情>>
来源:《电子科技大学学报》 2006年第05期 作者:张传武
3.确定的有限元胞自动机的两个性质
谷静;易宇
提出了确定的有限元胞自动机的概念,通过对演化构形的惟一性特征的分析,证明了确定的有限元胞自动机的状态演化最终处于稳定状态或者循环状态;具有相同演化结果的状态构成等价关系两个性质.利用初等元胞自动机对其进行了验证,在此基础上,对元胞自动机的四个普遍性分类进行了三个层次的探讨.   详情>>
来源:《陕西师范大学学报(自然科学...》 2008年第03期 作者:谷静;易宇
4.二叉树型结构的细胞自动机同构性构造
张传武
用状态转移矩阵方程表示加性细胞自动机的状态转移,通过状态转移矩阵及其特征多项式来分析加性细胞自动机的状态转移特性,从而求出其状态转移图。2k-1单元的零边界90线性细胞自动机的状态转移矩阵的秩为2k-2,从而可以确定其状态转移图具有二叉树型结构。同时,根据其状态转移矩阵方程可以求出2...   详情>>
来源:《计算机科学》 2008年第04期 作者:张传武
5.细胞自动机伪随机序列的线性复杂度分析
张传武;彭启琮
细胞自动机是一种时间、空间和状态均离散的动力学系统 ,是反馈移位寄存器这一有限状态机的推广。本文使用Berlekamp Massey算法对细胞自动机产生的伪随机序列进行线性复杂度分析 ,在此基础上利用计算机模拟出了细胞自动机的线性复杂度分类图。最后 ,对细胞自动机产生的m序列的局部伪随机统计...   详情>>
来源:《电子测量与仪器学报》 2005年第01期 作者:张传武;彭启琮
6.初等元胞自动机的界面设计及稳定性分析
郭娟;吴迪
建立了所有规则下的初等元胞自动机的可视化模型及界面,设计了用于判断初等元胞自动机稳定性的应用程序,并可直接计算得到演化类型及周期。在此基础上,模拟得到了不同元胞数m,随机产生的不同的初始状态,不同规则数R以及各种边界条件下初等元胞自动机的演化结果,并分析了以上因素对稳定性的影响...   详情>>
来源:《计算机仿真》 2009年第07期 作者:郭娟;吴迪
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