Drótvilág

Wireworld az univerzális számításokra alkalmas sejtautomata 1987-ből származik és Brian Silverman nevéhez fűződik.

Képzeljük el, hogy egy kétdimenziós világban élünk, és egy bizonyos fajta négyzet alakú processzort tudunk olcsón és nagy mennyiségben gyártani, ezekből szeretnénk számítógépet építeni. Az azonos méretű processzorokat egy négyzetrács celláira helyezhetjük. A processzoroknak csupán három állapota lehet, ezeket nevezzük drót, elektronfej és elektronfarok állapotoknak. Két processzort szomszédosnak nevezünk, ha élben vagy csúcsban érintkeznek. A processzorok azonos időközönként egyszerre változtatják az állapotukat. Ha egy processzor elektronfarok állapotban van, akkor a következő állapota drót lesz. Ha egy processzor elektronfej állapotban van, akkor a következő állapota elektronfarok lesz. Egy drót állapotú processzor pedig drót marad, kivéve akkor, ha pontosan egy vagy kettő szomszédja elektronfej állapotú, ekkor ugyanis elektronfej állapotba kerül a következő ütemre.

Miért is neveztük el ilyen furcsán a processzorunk állapotait? Képzeljük el, hogy drót állapotú processzorokból egy sorba rakunk néhányat egymás után, amit vezetéknek nevezünk. Ha a vezetékben két egymás melletti processzornak megváltoztatjuk az állapotát elektronfejre és elektronfarokra, akkor ezáltal egy elektront eresztünk a vezetékbe, ami "fejjel" előre végigszalad a vezetéken. A számítógépünkben tehát az elektronok fogják a jeleket továbbítani.

A speciális szabály lehetővé teszi különféle áramköri elemek létrehozását. Példaként nézzük meg a dióda megvalósítását. Az alábbi ábrán látható, hogy miként kell a drótsejtekből diódát építeni, amely a jobbról érkező elektront átengedi a balról érkezőt azonban nem. A trükk lényege, hogy a balról érkező elektron feje megháromszorozódik, és mindhárom fej szomszédja lesz annak az egyetlen processzornak, amin keresztül az elektron tovább haladhatna.

De nézzünk kicsit bonyolultabb elemeket. Egy számítógép létrehozásához elengedhetetlen döntéshozó elemek, ún. logikai kapuk létrehozása. A kétbemenetű logikai kapu olyan szerkezet, amihez két vezetéken (vízszintesen vagy függőlegesen) érkezik bemenő jel (A és B), azaz elektron vagy annak hiánya, és egy harmadik vezetéken keresztül távozik a kimenő jel, ami a bemenő jelek meghatározott függvénye. Egy logikai kapu területe legyen annak a legkisebb rácstéglalapnak a területe, amibe belefér a processzorokból álló szerkezet. Természetesen a bemeneti és kimeneti vezetékek a megfelelő helyeken csatlakozhatnak a téglalaphoz, de a bemeneti jelek csak a téglalapon belül léphetnek egymással kölcsönhatásba.

Forrás: http://duplapluszjo.blogspot.hu/2014/12/drotvilag.html