Selasa, 24 Mei 2011

Celluar Automata

Cellular Automata pertama kali diperkenalkan oleh John Von Neumann pada tahun 1948 yang digunakan untuk memodelkan evolusi biologis self-reproduction secara sederhana. Cellular Automata telah digunakan secara luas sebagai model untuk menyelesaikan sistem yang kompleks. Secara praktis, Cellular Automata berkembang ketika pada tahun 1970 John Conway membuat Game Of Life yang mampu memodelkan kehidupan nyata secara sederhana.


Definisi Cellular Automata
Cellular Automata adalah suatu model dari sistem fisik dimana ruang dan waktu adalah diskrit dan interaksi yang terjadi bersifat lokal. Disamping kesederhanaan strukturnya, Cellular Automata juga dapat digunakan untuk memperlihatkan fenomena kompleks yang dinamis dan dapat menerangkan berbagai macam proses dan sistem fisik.
Cellular Automata terdiri dari sel-sel yang seragam dan tetap dalam satu, dua atau n-dimensi array. Biasanya dipergunakan Cellular Automata satu atau dua dimensi karena kesulitan dalam menvisualisasikan model dengan dimensi yang lebih tinggi. Sel-sel tersebut merupakan representasi dari sistem fisik dan masing-masing sel memiliki nilai atau yang disebut dengan keadaan (state). Sel-sel tersebut akan berinteraksi secara lokal dengan sel-sel tetangganya. State tiap sel akan diperbarui secara serentak pada tiap time step berdasarkan kondisi sel itu sendiri dan sel-sel tetangganya pada time step sebelumnya. Algoritma yang digunakan untuk menghitung kondisi dari sel pada time step selanjutnya ditentukan oleh suatu aturan-aturan yang disebut fungsi transisi. Biasanya fungsi transisi yang sama diterapkan di semua sel pada sebuah Cellular Automata.
Secara umum setidaknya terdapat empat unsur pembentuk Cellular Automata, tetapi ada juga yang menyatakan bahwa terdapat unsur pembentuk Cellular Automata yang kelima yaitu "status awal sel", sehingga unsur-unsur pembentuk Cellular Automata adalah sebagai berikut:

a.    Geometri
Geometri adalah bentuk sel serta bentuk sistem yang disusun oleh sel-sel tersebut. Geometri Cellular Automata terdiri atas dimensi Cellular Automata tersebut (1-dimensi, 2-dimensi, dst), dan bentuk geometri dari masing-masing sel penyusunnya.




b.    Status (State) Sel
State sel adalah himpunan keadaan atau status yang dapat dimiliki oleh masing-masing sel Cellular Automata tersebut. State dapat berupa angka maupun sifat tertentu.

c.    Neighbourhood
Neighbourhood adalah sel-sel yang dapat mempengaruhi status suatu sel pada Cellular Automata. Umumnya neighbourhood suatu sel hanya meliputi sel-sel yang berada disekitarnya.
Dimungkinkan terdapat banyak definisi tentang struktur dari neighbourhood. Namun, secara umum terdapat dua macam neighbourhood yang telah dikenal untuk Cellular Automata dua dimensi, yakni Von Neumann neighborhood dan Moore neighborhood. Pada model Von Neumann neighborhood (Lihat Gambar) sebuah sel (warna abu-abu) terdiri dari empat sel tetangga (warna hitam) yang berada pada arah utara, timur, selatan, dan barat. Sedangkan model Moore neighborhood dengan jari-jari neighbourhood r sama dengan 1  (lihat Gambar) terdiri dari delapan sel tetangga dengan tambahan di arah barat laut, tenggara, barat daya, dan timur laut.





d.   Fungsi Transisi
Fungsi transisi adalah aturan yang menentukan bagaimana state suatu sel berubah berdasarkan state sel tersebut sekarang dan state tetangganya. Fungsi transisi diterapkan terhadap semua sel secara serentak (paralel).  Pada umumnya fungsi transisi yang sama diterapkan kepada semua sel.

e.    Status Awal Sel
Status awal sel adalah state yang dimiliki oleh masing-masing sel pada saat sistem mulai berjalan. Dalam simulasi atau pemodelan menggunakan Cellular Automata status awal sel dapat dibangkitkan secara random.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar