المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

عوامل الطقس الحرجة في العمليات العسكرية - الرؤية المتدنية visibility low
13-5-2021
الاسلام ونظافة السوق
20-1-2016
العوامل المسببة للتلوث البيئي
4/11/2022
Cope and Claisen rearrangements
23-10-2019
Preliminary definitions
25-12-2016
عناصر تنفرد بها المجلة- قائمة المحتويات
23-8-2021

Universal Cellular Automaton  
  
1863   10:26 صباحاً   date: 29-8-2021
Author : Adamatzky, A.
Book or Source : Collision Based Computing. Mult.-Valued Log. 6
Page and Part : ...


Read More
Date: 11-2-2016 999
Date: 3-10-2021 883
Date: 28-9-2021 1429

Universal Cellular Automaton

A universal cellular automaton is a cellular automaton which, like a Turing machine, exhibits universality. von Neumann proved that an automaton consisting of cells with four orthogonal neighbors and 29 possible states would be capable of simulating a Turing machine for some configuration of about 200000 cells (Gardner 1983, p. 227).

The outlines of a proof that the two-dimensional game of life outer-totalistic cellular automaton is universal were given by Berlekamp, Conway, and Guy (1982) and independently by Gosper (Gardner 1983, pp. 250-253). Around 2000, a Turing machine was explicitly implemented in life by P. Rendell (Rendell, Adamatzky 2001). While Rendell's machine can be made into a "true" universal computer simply by making his tape infinite, he neither noted this fact nor provided an actual construction of a universal Turing machine. Subsequently, on November 11, 2002, P. Chapman constructed a game of life pattern that implements the actions of a universal register machine, thus explicitly proving the game of life to be universal.

UniversalCAElementaryUniversalCASimulated

More amazingly still, even one-dimensional cellular automata can be universal. Wolfram (2002, pp. 644-656) gave an example of a 19-color universal one-dimensional next-nearest neighbor cellular automaton in which a block of 20 cells is used to represent each single cell in the cellular automaton being emulated. The examples above show the first few steps of the 19-color universal automaton emulating rule 90 and rule 30, respectively (Wolfram 2002, pp. 646-647).

Smith (1971) showed that 18 colors and nearest-neighbor 1-dimensional rules could be universal, and Lindgren and Nordahl (1990) constructed a 7-color nearest-neighbor universal cellular automaton. And most amazingly of all, as shown by Wolfram (2002, pp. 675-691), two colors and nearest neighbor rules are sufficient for producing universality in a 1-dimensional cellular automaton. In particular, although it is anything but straightforward to prove, the rule 110 elementary cellular automaton is universal (Cook 2004).

Gacs (2001) has proven that there exist fault-tolerant universal cellular automata, whose ability to simulate other cellular automata is not hindered by random perturbations provided that such perturbations are sufficiently sparse.


REFERENCES:

Adamatzky, A. (Ed.). Collision Based Computing. Mult.-Valued Log. 6, pp. 397-514, 2001. Yverdon: Gordon and Breach, 2001.

Berlekamp, E. R.; Conway, J. H.; and Guy, R. K. "What Is Life?" Ch. 25 in Winning Ways for Your Mathematical Plays, Vol. 2: Games in Particular. London: Academic Press, 1982.

Chapman, P. "Life Universal Computer." http://www.igblan.com/ca/.

Cook, M. "Universality in Elementary Cellular Automata." Complex Systems 15, 1-40, 2004.

Gacs, P. "Reliable Cellular Automata with Self-Organization." J. Stat. Phys. 103, 45-267, 2001.

Gardner, M. "The Game of Life, Parts I-III." Chs. 20-22 in Wheels, Life, and other Mathematical Amusements. New York: W. H. Freeman, 1983.

Gray, L. "A Mathematician Looks at Wolfram's New Kind of Science." Not. Amer. Math. Soc. 50, 200-211, 2003.

Lindgren, K. and Nordahl, M. G. "Universal Computation in Simple One-Dimensional Cellular Automata." Complex Systems 4, 299-318, 1990.

Rendell, P. "This Is a Turing Machine Implemented in Conway's Game of Life." http://www.rendell.uk.co/gol/tm.htm.

Smith, A. R. III. "Simple Computation-Universal Cellular Spaces." J. Assoc. Comput. Mach. 18, 339-353, 1971.

Wolfram, S. A New Kind of Science. Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 646-647, 2002.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.