1. Eigenschaften
Zellularautomaten sind Computermodelle für dynamische Vorgänge in (physikalischem) Raum und Zeit.
Der Raum und die Zeit werden diskretisiert, d.h. in (meist gleich große) Stücke zerteilt.
Jedes Raumteil (Zelle 
) eines ein- oder mehrdimensionalen Raumes (Linie 
, Fläche 
, usw.) kann endlich viele Zustände annehmen (z.B. gesund, krank, fast gesund), die nach jedem Zeitteil (Zeitschritt) verändert werden können.
Der Zustand einer solchen Zelle wird mit bestimmten, einfachen Regeln, abhängig von seinen Nachbarzellen, verändert (Lokalität).
Die Dynamik von Zellularautomaten kann in Echtzeit (sichtbare Änderungen) oder in Diagrammform dargestellt werden.
Einfachster CA
Ein sehr einfacher Zellularautomat wurde zuerst von S. Wolfram (1983, 1984, 1986) systematisch untersucht:
- Eine Linie (eindimensionaler Raum) wird in gleichgroße Zellen geteilt.
- Jede Zelle bekommt entweder den Zustand "1"(weiß) oder "0"(schwarz).
- Abhängig von den Zuständen der Nachbarzellen links und rechts und der Zelle selbst wird ein neuer Zustand berechnet, der unter der Zelle dargestellt wird (Elementarer Zellularautomat z.B.:
).
- So wird mit allen Zellen der Linie verfahren, wobei unter der Linie eine neue entsteht. Diese neue Linie ist die Konfiguration eines neuen Zeitschrittes.
- Bei Berücksichtigung von drei Zellen (bei zwei Zuständen) gibt es 2hoch3 = 8 Möglichkeiten eine Zelle in einen neuen Zustand zu versetzen.
Die zeitlichen Entwicklungen solcher einfachen Zellularautomaten wurden von S. Wolfram in vier Klassen eingeteilt, die auch auf andere Zellularautomaten anwendbar sind:
- Homogene Entwicklung (Bild 1)
- Stationäre od. periodische Entwicklung (Bild 2)
- Chaotische Entwicklung (Bild 3)
- Komplexe bzw. lokalisierte Entwicklung (Bild 4)
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