طراحی و تولید نرم افزار شبیه ساز سلولار اتوماتا (CAS) با رویکرد کاربرد در علوم محیط زیست

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تهران

چکیده

تکنیک شبیه سازی عبارت از بهره گیری از اصول علم محاسبات در مطالعات سایر زمینه های علم و فناوری می باشد. مدلسازی بر اساس روش سلولار اتوماتا در جهت بررسی پراکنش و توزیع مکانی و زمانی پدیده ها مناسب می باشد لذا استفاده از این مدل در بررسی روند تغییرات وابسته به مکان و زمان مانند توزیع و گسترش مکانی یک آلاینده، نیچ اکولوژیک یک گونه و... در مطالعات زیست محیطی مناسب می باشد. سلولار اتوماتا به عنوان یک ابزار قوی مدل سازی خصوصا در بررسی تحولات زمانی و مکانی یک سیستم بشمار می رود اما یکی از کاستی های موجود در این زمینه فقدان یک نرم افزار مناسب در جهت تعریف و تحلیل مدل می باشد به گونه ای که اغلب متخصصین و افراد علاقمند به استفاده از سلولار اتوماتا می بایست با مفاهیم برنامه نویسی کامپیوتری آشنایی داشته و برای تحلیل مدل مورد نظرشان یک برنامه کامپیوتری تک منظوره را طراحی و مورد استفاده قرار دهند. بر این اساس، این مدل اغلب توسط افرادی بکار بسته شده است که یا برنامه نویسی جزئی از ساختار درسی رشته تحصیلی آنها بوده و یا خود افراد شخصا با برنامه نویسی آشنایی داشته اند و لذا اغلب افراد در سایر علوم که بصورت مستقیم با برنامه نویسی سروکار ندارند مانند علوم تجربی، علوم انسانی و از این قبیل، تمایل کمتری به استفاده از این مدل در مطالعات خود نشان داده اند. در این تحقیق اقدام به طراحی و پیاده سازی نرم افزاری شده که امکان تعریف مدل های متعددی را بر اساس سلولار اتوماتا فراهم می سازد و کاربر بدون نیاز به داشتن اطلاعات برنامه نویسی به راحتی مدل دلخواه خود را پیاده سازی و به بررسی رفتار مدل می پردازد. در گام های بعدی می بایست به بررسی کارایی و صحت مدل در مطالعات اکولوژیک پرداخت و پس از اطمینان از اعتبارسنجی مدل، بررسی قابلیت ها و ویژگی های نرم افزار مورد ارزیابی و تغییر قرار گیرد. همچنین پیشنهاد می گردد در رشته ی محیط زیست گرایشی با عنوان "محاسبات و شبیه سازی در محیط زیست" ایجاد گردد که منجر به تربیت افرادی متخصص در زمینه ی طراحی و تولید نرم افزارهای مورد نیاز گردد. بدیهی است این افراد می بایست از طرفی با علوم تخصصی محیط زیست و از طرفی دیگر با علوم کامپیوتر و محاسبات آشنایی داشته باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and the production of Cellular Automata Software (CAS) for environmental applications

نویسندگان [English]

  • Ali Khatibi
  • Amir Hossein Hamidian
چکیده [English]

Simulation techniques are based on the application of calculation methods in other subjects of science and technology. Cellular automata based models are proper in the investigation of spatial and temporal distributions of various phenomena, therefore it can be applied for studying the changes related to time and space such as pollutants, ecological niches and other environmental studies. One of the downfalls of the application is that there is not proper cellular automata software for a selected field or subject and the specialists need to develop their own software to use for at most cases for a single purpose. This is most difficult when the person is not even familiar with the computer programming. In this paper we design and produce a cellular automata software, which can be used for environmental investigation including ecological modeling.

کلیدواژه‌ها [English]

  • cellular automata
  • spatial and temporal distribution
  • simulation