Arquitecturas vlsi de autómatas celulares para modelado físico

• Autores: Joaquín Cerdá Boluda
• Directores de la Tesis: Ángel Sebastiá Cortés (dir. tes.), Rafael Gadea Gironés (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2003
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco José Mora Más (presid.), Francisco Belmar Ibañez (secret.), Eduardo Sánchez (voc.), César Sánz Alvaro (voc.), José Mira Mira (voc.)
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• Resumen

  • Los Autómatas Celulares son una idealización de sistemas físicos en los cuales el tiempo y el espacio son considerados magnitudes discretas, y todas las cantidades físicas pueden tener valores dentro de un conjunto finito dado. Estos sistemas discretos pueden ser simulados de forma exacta por hardware digital, incorporando requisitos físicos realistas sin abandonar la posibilidad de realizar computación. Es por esto que muchos investigadores han querido ver en ellos una especie de puente entre modelos físicos y modelos computacionales.

    En esta tesis doctoral se estudian las características propias de los sistemas basados en Autómatas Celulares haciendo especial énfasis en las posibilidades de implementación física sobre dispositivos electrónicos digitales. Se describen e implementan varios tipos de Autómatas: los Autómatas de Wolfram, como los sistema smás sencillos capaces de exhibir comportamientos complejos a una escala de observación macroscópica y su aplicación como generadores de números aleatorios; y los sistemas basados en la Vecindad de Margolus, que permiten definir reglas de evolución reversibles y que obedezcan ciertas leyes de conservación. Esto nos lleva a plantear la versión 1D de la vecindad de Margolus y los modelos de computación SBM.

    Finalmente se aborda la cuestión del modelado físico mediante Autómatas Celulares, adoptando un enfoque probabilístico para la obtención de magnitudes continuas a partir del promediado de variables de estado discretas, y desarrolla el método BE-PE para el diseño de reglas locales que, en el límite macroscópico, tiendan a un comportamiento definido. En el caso de la distribución de potencial en una región bidimensional con condiciones de contorno dadas, el Método BE-PE deriva en el Autómata Celular RNR, que en el límite macroscópico ofrece los mismos resultados que la resolución analítica. Se estudia la convergencia de ambas soluciones y se plantean