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와이어월드

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1. 개요

와이어월드는 네 가지 상태(비어 있음, 전자 머리, 전자 꼬리, 전도체)를 가진 세포들로 구성된 2차원 세포 자동자이다. 각 세포의 상태는 주변 세포의 상태에 따라 결정되며, 이러한 규칙을 통해 복잡한 논리 회로를 구성할 수 있다. 와이어월드는 논리 게이트를 구현하고, 랭턴 개미와 같은 패턴을 만들 수 있으며, 튜링 머신을 구현하여 튜링 완전한 컴퓨터인 와이어월드 컴퓨터를 구축할 수 있다.

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와이어월드
와이어월드
와이어월드 예시
와이어월드 예시
종류
분류세포 자동자
고안
고안자브라이언 실버먼
발표 년도1987년
특성
차원2차원
이웃 형태무어 이웃
세포 상태4가지
규칙빈 공간 (검정색): 항상 빈 공간으로 유지
전도체 (파란색): 다음 세대에서 전자로 바뀜
전자 머리 (빨간색): 다음 세대에서 전자 꼬리로 바뀜
전자 꼬리 (노란색): 다음 세대에서 전도체로 바뀜
응용
응용 분야컴퓨터 시뮬레이션

2. 규칙

와이어월드는 다음 네 가지 상태 중 하나를 가질 수 있다.


  • 비어 있음 (검정)
  • 전자 머리 (파랑)
  • 전자 꼬리 (빨강)
  • 전도체 (노랑)


각 세포는 시간(세대, 'gens' 또는 '틱'으로 표현)에 따라 다음 규칙에 의해 상태가 변한다.

  • 비어 있음 → 비어 있음
  • 전자 머리 → 전자 꼬리
  • 전자 꼬리 → 전도체
  • 전도체 → 주위 8개 세포 중 1개 또는 2개가 전자 머리일 경우 전자 머리, 아니면 전도체


이러한 간단한 규칙을 사용하여 논리 게이트를 구성할 수 있다.[1]

3. 응용

와이어월드는 빈 공간, 도체, 전자 머리, 전자 꼬리의 네 가지 상태를 가지는 셀들로 구성되며, 이웃 셀의 상태에 따라 변화한다. 이러한 단순한 규칙으로 복잡한 논리 회로를 만들 수 있다.[1]

3. 1. 논리 게이트

와이어월드의 단순한 규칙으로 논리 회로를 구축할 수 있다.[1] --

3. 2. 컴퓨터 구성

와이어월드 내에서 랭턴 개미와 같은 패턴을 구축할 수 있다.[1] 튜링 머신을 구현하여 튜링 완전한(Turing-complete) 컴퓨터를 구축할 수 있는데, 이를 와이어월드 컴퓨터라고 한다.[1]

참조

[1] 논문 Computer recreations: The cellular automata programs that create Wireworld, Rugworld and other diversions https://www.scientif[...] 2018-12-02
[2] 웹사이트 Wireworld http://www.heise.ws/[...]
[3] 웹사이트 The Wireworld Computer http://www.quinapalu[...]
[4] 간행물 Computer recreations: The cellular automata programs that create Wireworld, Rugworld and other diversions Scientific American 1990



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