Modell Globaler Zellularer Automat

Global Cellular Automata (GCA) ist ein von uns definiertes neues Berechnungsmodell, das die wesentliche Einschränkung des zellularen Verarbeitungsmodells überwindet: die lokale Nachbarschaft. Bei dem GCA sind wie beim zellularen Automaten Zellen in einem Gitter angeordnet, sie können aber global kommunizieren. Eine Zelle kann über Pointer, die in der Zelle gespeichert sind, auf beliebige andere Zellen lesend zugreifen. Jede Zelle berechnet unabhängig von anderen Zellen für die nächste Generation ihren neuen Datenzustand und ihre neuen Pointer. Es handelt sich also um eine beliebige dynamische Nachbarschaft. Da jede Zelle nur ihren eigenen Zustand verändert, können alle Zellen parallel arbeiten. Es zeigt sich, dass bekannte parallele Algorithmen sehr einfach und direkt auf dieses Modell abgebildet werden und effizient ausgeführt werden können. Das Modell ist massiv-parallel und kann deshalb vorzüglich hardwaremäßig unterstützt werden.

GCA-Architektur mit einer Pipeline
GCA architecture with two pipelines

Beispiel für ein GCA-Algorithmus: Bitonisches Sortieren

Zugriffsmuster und Datenfluss des Bitonischen Sortierens
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