پاورپوینت ماشین سلولی (pptx) 31 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 31 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
بنام خدا
ماشین سلولی
مقدمه :
شهرها سيستم هاي بسيار پيچيد ه اي مملو از عدم قطعيت مي باشند كه نيروها و عوامل مختلفي توسعه آنها را تحت تأثير قرار مي دهند. به منظور درك بهتر از سيستم شهر روش هاي تحقيقاتي علمي متنوعي به عنوان پشتيبان تصميم گيري تحت عنوان شبيه سازي و مد لسازي مورد استفاده قرار گرفته اند. با همين منظور (درك سيستم شهر )، روش هاي سنتي آماري مدل سازي قادر به توصيف دقيق فرآيند توسعه پيچيده شهري نمي باشند، لذا روش هاي جديد مدل سازي مانند ماشين هاي سلولي موج جديدي در اين زمينه پديد آورده اند.
CA برای اولین بار توسط استانیسلاو اولام و ون نیومن در دهه 40 میلادی به عنوان چارچوبی برای کشف بنیان و منطق زندگی مطرح گردید ، به گونه ای که می توان گفت منطق سلولی (Cellular) را اولام و مفهوم ماشین خودکار (Automata) را نیومن بیان نمودند.
ماشین های سلولی ، سیستم های پویایی را در بر می گیرند که از لحاظ زمان و مکان گسسته باشند .
CA ها ساختارهای انتزاعی هستندکه امکان مطالعه و بررسی سیستم های پیچیده را به صورت مجازی فراهم میکنند و هم چنین موجب می شوند که سیستم های پیچیده به صورت مدل های ریاضی بر روی یک صفحه تصویر شوند و رفتار عمومی قوانین اتخاذ شده را در فضایی ساده شده مورد تحلیل و بررسی قرار دهند.
کاربرد های CA
شبیه سازی مسائل اجتماعی, شبیه سازی برنامه ریزی کاربری زمین, شبیه سازی برنامه ریزی حمل و نقل, شبیه سازی مسائل اقتصادی, شبیه سازی برنامه ریزی مدیریت بحران و...
مفاهیم اولیه در مدل CA:
1- شبکه (Lattice):
شبکه در مدل CA فضایی را شامل می شود که در آن فضا CA وجود داشته و در طول زمان تکامل می یابد.
هاي مدلسازي شهري، عموماً در فضاي دو بعدي تعريف مي شوند. CA
شبکه ها غالباً شبكه هاي منظم مانند شبكه مربع يا ديگر تركيبات اشكال منظم (هشت ضلعي، مثلث ) تعيين مي گردند .
2- وضعیت سلولی) (Cell State
وضعيت سلول، حالتي است كه هر سلول در فرآيند تكرار مي تواند داشته باشد و يا به
خود بگيرد . اين وضعيت در زماني كه سلول هاي مختلف وضعيت مشابهي به خود می گيرند، مي تواند نتيجه شبيه سازي نهايي ر ا به عنوان خروجي ارائه نمايد .
در هر جائي كه زمان به صورت گسسته داده شود مي‌توان وضعيت سلول را تشخيص داد. به عنوان مثال در يك بستر زميني وضعيت سلول مي‌تواند نمايشگر ويژگي‌هاي محيط باشد(به طور مثال براي كاربري (مسكوني يا تجاري)، تراكم (كم يا زياد) و پوشش زمين(جنگلي و بتوني).
مدل CA پایه ،اغلب تنها وضعیت های دو دویی مانند پر يا خالي، زنده يا مرده، زرد يا آبي، صفر و يك دارند و اين در حالي است كه مي توان بسته به نياز وضعيت هاي بيشتري نيز تعريف نمود. به عنوان مثال، نيومن در آئوتوماتاي سلولي خود، 29 وضعيت سلولي را ارائه كرده است .
3- همسایگی) (Nieghbourhood
همسايگي مكاني است كه سلول در آن واقع گرديده است . همسايگي براي يك سلول مشخص، شامل خود سلول و تعدادي از سلول هاي پيراموني (بسته به تركيب و شكل داده شده) می باشد.
همسایگی های مهم در CAهای دو بعدی
از تعامل هر سلول با همسايگي اش در غالب قوانين تحول، آن سلول مي تواند تغيير وضعيت یابند و اندازه ، تركيب و شكل مختلفي به خود مي گيرند .
يك سلول در مركز و 4 سلول اصلي و متعامد در اطراف را همسايگي نيومن مي‌گويند.
يك سلول در مركز و 8 سلول اصلي در مجاورتش را همسايگي مور مي‌گويند.
4- قواعد تحول) (Trasition rules
قواعد تحول ،مبنای اصلی تغییرات در ماشین سلولی می باشند و رفتار سلول ها را در خلال مقاطع تغییر و تحول تعریف می کنند و وضیت آتی سلول ها را معین می کنند.
قوانین تحول موجب ساده تر شدن سیستم به اجزای ساده ای که در برگیرنده پویایی های اصلی سیستم باشند را فراهم می کنند.
در واقع قوانین تحول توابع ریاضی سنتی در مدل ها را با روال مبتنی بر قوانین جایگزین می نمایند.
قواعد تحول از دو دسته قوانین پتانسیل تغییر و قوانین حل تعارض تشکیل شده است.
در Caهای پایه قوانین تحول به صورت یک شکل و همزمان برای سلول ها به کار گرفته می شوند.این قوانین بر اساس روند (If,Then,Else) فرموله شده اند.
5- زمان) (Time
زمان در ماشین های سلولی نا پیوسته می باشد.
هر چه فاصله زمانی بزرگتر باشد تحولات در CA، منفصل تر می باشد.
CA پایه
یکی از قوانین تحول در مدل CA می تواند به صورت زیر بیان شود.
” اگر اتفاقی در همسایگی سلولی به وقوع بپیوندد آنگاه به تبعیت از آن اتفاق تغییراتی نیز در سلول مورد نظر رخ خواهد داد.“
به عنوان نمونه در مدل CA مشهور (Game of life)یکی از قوانین تحول به صورت زیر فرموله شده است.
وضعیت سلول در زمان T به صورت dead (مرده) باشد If(
(تعداد سلول های دارای وضعیت alive (زنده) در همسایگی آن بیشتر از 3 باشد. And If(
(وضعیت سلول مورد نظر در زمان T+1 به حالت alive تغییر خواهد یافت.Then(
End.
قانون تولد (Game of life)
قوانین پایه تحول CA مبتنی بر تاثیر همسایگی ها می باشد و سایر اثرات و معیار ها را در نظر نمی گیرد
