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HDLBits (117) — 规则110

2022-04-27 23:22 作者:僚机Wingplane  | 我要投稿

本题链接:

https://hdlbits.01xz.net/wiki/Rule110

Rule 110是一种一维单元格自动机,具有有趣的性质(例如Turing-complete)。

有一个一维单元阵列(开或关)。在每个时间步,每个单元的状态都会发生变化。在Rule 110中,根据下表,每个单元的下一个状态仅取决于其自身及两个相邻单元:

(名称“Rule 110”来自于读取“next state”列:0110110是十进制110。)

在这个电路中,创建一个512单元系统(q [511:0]) ,每个时钟周期前进一个时间步。load输入表明系统的状态应该加载数据[511:0]。假设边界(q [-1]和 q [512])都为零(关)。

题目

提示:

当初始状态 q [511:0] = 1时,前几次迭代是:

答案

输出波形

规则110

在基本元胞自动机中,0 和 1 的一维模式根据一组简单的规则演变。模式中的某个点在新一代中是 0 还是 1 取决于其当前值以及其两个相邻值的值。

规则 110 自动机具有以下的规则:

“规则110”的名称源于这样一个事实,即该规则可以总结为二进制序列01101110;这个二进制数对应于十进制值是 110。


图灵完备性

在可计算性理论,如果一系列操作数据的规则(如指令集、编程语言、细胞自动机)可以用来模拟任何图灵机,那么它是图灵完备的。这意味着这个系统也可以识别其他数据处理规则集,图灵完备性被用作表达这种数据处理规则集的一种属性。如今,几乎所有编程语言都是具有图灵完备性的。这个词以引入图灵机概念的数学家艾伦·图灵命名。

一个计算系统可以计算任何图灵-可计算函数,被称作图灵完全(或者图灵完备)。或者任何可以模拟通用图灵机的系统。

参考内容:

 Rule_110 | wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Rule_110

Turing_completeness | wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Turing_completeness


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