home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / comp / theory / cellaut / 598 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-11  |  2.6 KB

  1. Path: sparky!uunet!olivea!sgigate!sgi!wdl1!wdl39!mab
  2. From: mab@wdl39.wdl.loral.com (Mark A Biggar)
  3. Newsgroups: comp.theory.cell-automata
  4. Subject: Re: 1D computation-universal CAs
  5. Message-ID: <1993Jan11.233101.5833@wdl.loral.com>
  6. Date: 11 Jan 93 23:31:01 GMT
  7. References: <hmasum.726528479@cunews>
  8. Sender: news@wdl.loral.com
  9. Organization: Loral Western Development Labs
  10. Lines: 43
  11.  
  12. In article <hmasum.726528479@cunews> hmasum@alfred.carleton.ca (Hassan Masum) writes:
  13. >What classes of 1-dimensional CAs have been shown to be capable of
  14. >supporting universal computers?  I've read about 2 or 3 specific
  15. >examples, but I'm more interested in any general results.  Also it
  16. >would be nice to know the 'simplest' 1D CA so far discovered with this
  17. >property.
  18. >Any answers, pointers, etc welcome!
  19.  
  20. There is an obvious transformation of a N state by M symbol turing machine
  21. into a N+M state 1D CA with a neighbor of size 4.  Most of the 1D CA is used
  22. to similate the turing machine tape with one cell simulating the turing 
  23. machines head and internal state.  All cells except the head cell and the 
  24. cell imediately to its left and right are quiesent.  Those two cell are 
  25. active and only depend on the states of themselves, the cel to the left and 
  26. the 2 cells to their right.  Given the 7 state by 5 symbol universal turing 
  27. machine in "Finite Machines" by Minsky, that shows the existence of a 12 
  28. state size 4 neighborhood 1D CA that is universal.  
  29.  
  30. You can get a CA with a neighborhood of size 3 by using (N+1)*M states, 
  31. where again most of the CA simulates a tape, but one cell must encode both 
  32. a tape space and the machine state.  
  33.  
  34. There are also methods of encoding a N state 1D CA into a binary 1D CA with 
  35. a much larger neighborhood by using more then one cell in the new CA to 
  36. simulate a cell in the original CA and expanding the neighborhood accordingly.
  37. For example, supose you have a 4 state 3 neighborhood 1D CA with states
  38. {A, B, C, D}.  If we use the codes {000,100,010,001} to encode those states,
  39. we can lay out a CA like so:
  40.  
  41.      ...10ddd0110ddd0110ddd0110ddd0110ddd01...
  42.                       aaaaaaa
  43.                 bbbbbbbbbbbbbbbbbbb
  44.  
  45. where the cells marked 'a' simulate a cell in the original CA, the 'd's are one
  46. of the above codes and the 'b's delineate the neighborhood.  The sequence 0110, 
  47. which cannot appear in any of the state encodings, acts as a registration 
  48. mark to show where the simulated cells are.  Using this method, the described 
  49. universal 1D CA above, when transformed into a binary CA, would require a 
  50. neighborhood size of 58 cells.
  51.  
  52. --
  53. Mark Biggar
  54. mab@wdl1.wdl.loral.com
  55.