Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Cellular Automata
Course of study:
2016/2017
Code:
JIS-2-023-SW-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Systemy wbudowane i rekonfigurowalne
Field of study:
Applied Computer Science
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż, prof. AGH Malarz Krzysztof (malarz@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż, prof. AGH Malarz Krzysztof (malarz@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego zadania. IS2A_K03 Execution of a project
M_K002 Potrafi w sposób kreatywny realizować wyznaczone cele. IS2A_K06 Execution of a project
Skills
M_U001 Potrafi zaimplementować wybrana prostą regułę automatu i na podstawie obserwacji określić klasę automatu. IS2A_U07, IS2A_U08, IS2A_U12 Report,
Execution of a project
M_U002 Potrafi zaimplementować wybraną złożoną regułę automatu i zasymulować (zwizualizować) proces, który reguła imituje. IS2A_U07, IS2A_U08, IS2A_U12 Report,
Execution of a project
M_U003 Potrafi w sposób zwarty opisać uzyskane wyniki symulacji odnieść je do zachowań rzeczywistych układów. IS2A_U01, IS2A_U20, IS2A_U09 Report
Knowledge
M_W001 Zna klasyfikację automatów komórkowych wg Wolframa. IS2A_W08, IS2A_W09 Report,
Execution of a project
M_W002 Zna przykładowe reguły automatów komórkowych umożliwiające symulację w różnych dziedzinach nauki IS2A_W08, IS2A_W12, IS2A_W09, IS2A_W07, IS2A_W15 Report,
Execution of a project
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego zadania. - - - + - - - - - - -
M_K002 Potrafi w sposób kreatywny realizować wyznaczone cele. - - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi zaimplementować wybrana prostą regułę automatu i na podstawie obserwacji określić klasę automatu. - - - + - - - - - - -
M_U002 Potrafi zaimplementować wybraną złożoną regułę automatu i zasymulować (zwizualizować) proces, który reguła imituje. - - - + - - - - - - -
M_U003 Potrafi w sposób zwarty opisać uzyskane wyniki symulacji odnieść je do zachowań rzeczywistych układów. - - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna klasyfikację automatów komórkowych wg Wolframa. + - - + - - - - - - -
M_W002 Zna przykładowe reguły automatów komórkowych umożliwiające symulację w różnych dziedzinach nauki + - - + - - - - - - -
Module content
Lectures:

  • Wstęp i literatura – 1/2 godz.
  • Skala trudności – 1/2 godz.
  • Definicje i inne kłamstwa – 1/2 godz.
  • Klasyfikacja automatów komórkowych – 2 godz.
  • Odwracalność – 1 godz.
  • Automaty liniowe i iniektywne – 1 godz.
  • Odwzorowania zbiorów skończonych w siebie – 1 godz.
  • Pochodna dyskretna – 1 godz.
  • Model odwzorowań przypadkowych – 1 godz.
  • Samozorganizowany stan krytyczny – 1 godz.
  • AK w biofizyce: model Penny – 2 godz.
  • AK w fizyce magnetyzmu: model Isinga – 2 godz.
  • AK w socjofizyce: formowanie i dynamika opinii publicznej – 2 godz.
  • AK w fizyce powierzchni: modelowanie wzrostu warstw – 2 godz.
  • Problemy transportu: hydrodynamika, materiały granulowane i korki uliczne – 2 godz.
  • Fraktale, perkolacja, pożary lasów, numerycznie obserwowane przejścia fazowe – 2 godz.
  • AK w fizyce medycznej: elektroforeza żelowa – 1 godz.
  • AK w chemii: modelownie reakcji katalitycznych – 1 godz.
  • Sieć sprzężonych odwzorowań – 2 godz.
  • Podsumowanie – 2 godz.

Project classes:

  • Badanie prostych automatów komórkowych – 5 h
  • Wybrane praktyczne zastosowanie techniki automatów komórkowych – 10 h

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in project classes 15 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 15 h
Completion of a project 30 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa równa się ocenie średniej arytmetycznej ocen z kolejnych terminów zaliczeń ćwiczeń projektowych.

Prerequisites and additional requirements:

Zalecane wcześniejsze osiągnięcie założonych modułowych efektów kształcenia z przedmiotów:

  • Programowanie proceduralne,
  • Programowanie obiektowe I,
  • Programowanie obiektowe II,
  • Techniki internetowe
Recommended literature and teaching resources:
  • K. Kułakowski, Automaty komórkowe, OEN AGH (2000)
  • S. Wolfram, A New Kind of Science, Wolfram Media (2002)
  • A. Ilachinski, Cellular Automata – A Discrete Universe, Word Scientific (2002)
  • S. Wolfram, Cellular Automata and Complexity, Addison-Wesley (1994)
  • H. Gutowith (red.), Cellular Automata – Theory and Experiment , MIT/North-Holland (1990)
  • M. Macucci (red.), Quantum Cellular Automata, Word Scientific (2006)
  • B.K. Chakrabarti, A. Chakraborti, A. Chatterjee (red.), Econophysics and Sociophysics – Trends and Perspectives, Wiley-VCH (2006)
  • B. Chophard, M. Droz, Cellular Automata Modeling of Physical Systems, Cambridge University Press (1998)
  • A.-L. Barabasi, H.E, Stanley, Fractal Concepts in Surface Growth, Cambridge University Press (1995)
  • D. Stauffer i inni, Biology, Sociology, Geology by Computational Physicists, Elsevier (2006)
  • D. Stauffer, A. Aharony, Introduction to Percolation Theory, Taylor & Francis (2003)
  • D.P. Landau, K. Binder, A Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics, Cambridge University Press (2005)
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  • K. Malarz, K. Kułakowski, M. Antoniuk, M. Grodecki, D. Stauffer
    Some new facts of Life
    Int. J. Mod. Phys. C 9 (3), 449 (1998)
  • K. Malarz, M. Sitarz, P. Gronek, A. Dydejczyk
    Size of the stable population in the Penna bit-string model of biological aging
    Lect. Notes Comput. Sc. 3037, 638 (2004)
  • K. Malarz, M. Zborek, B. Wróbel
    Curie temperatures for the Ising model on Archimedean lattices
    TASK Quarterly 9 (4), 475 (2005)
  • R. Kosturek, K. Malarz
    New cellular automaton designed to simulate epitaxial films growth
    Physica A 345 (3-4), 538 (2005)
  • K. Malarz, D. Stauffer, K. Kułakowski
    Bonabeau model on a fully connected graph
    Eur. Phys. J. B 50 (1-2), 195 (2006)
  • F. W. S. Lima, K. Malarz
    Majority-vote model on (3,4,6,4) and (3^4,6) Archimedean lattices
    Int. J. Mod. Phys. C 17 (9), 1273 (2006)
  • K. Malarz
    The risk of extinction––the mutational meltdown or the overpopulation
    Theory Biosci. 125 (2), 147 (2007)
  • K. Malarz, K. Kułakowski
    The Sznajd dynamics on a directed clustered network
    Acta Phys. Pol. A 114 (3), 581 (2008)
  • M. J. Krawczyk, K. Malarz, R. Korff and K. Kułakowski
    Communication and trust in the bounded confidence model
    Lect. Notes Artif. Int. 6421, 90 (2010)
  • K. Malarz, K. Kułakowski
    Indifferents as an interface between Contra and Pro
    Acta Phys. Pol. A 117 (4), 695 (2010)
  • J. C. Santos, F. W. S. Lima, K. Malarz
    Majority-vote model on triangular, honeycomb and Kagome lattices
    Physica A 390 (2), 359 (2011)
  • K. Malarz, R. Korff, K. Kułakowski
    Norm breaking in a queue––athermal phase transition
    Int. J. Mod. Phys. C 22 (7), 719 (2011)
  • K. Malarz, M. J. Krawczyk, K. Kułakowski
    Influence of long-range interactions on strategy selection in crowd
    Acta Phys. Pol. B Proc. Suppl. 7 (2), 371 (2014)
  • P. Gawroński, K. Malarz, M. J. Krawczyk, J. Malinowski, A. Kupczak, W. Sikora, K. Kułakowski, J. Wąs, J. Kantelhardt
    Strategies in crowd and crowd structure
    Acta Phys. Pol. A 123 (3), 522 (2013)
  • K. Malarz, A. Kowalska-Styczeń, K. Kułakowski
    The working group performance modeled by a bi-layer cellular automaton
    Simul. – Trans. Soc. Model. Simul. Int. 92 (2), 179 (2016)
  • A. Kowalska-Styczeń, K. Malarz, K. Paradowski
    Model of knowledge transfer within an organisation
    JASSS – J. Artif. Soc. S. 21 (2), 3 (2018)

*A. Kowalska-Styczeń, K. Malarz, K. Paradowski
Searching for effective and efficient way of knowledge transfer within an organization
Proceedings of the 10th International Conference on Agents and Artificial Intelligence, Ed. by A. P. Rocha and J. van den Herik. Scitepress, 2018, 151–158

  • K. Paradowski, A. Kowalska-Styczeń, K. Malarz
    Influence of a range of interaction among agents on efficiency and effectiveness of knowledge transfer within an organisation
    [arXiv:1711.05065]
Additional information:

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

  • za każdą nieobecności na zajęciach projektowych student musi zrealizować dodatkowy projekt.

Zasady zaliczania zajęć projektowych:

  • podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Do tego dnia sudent musi oddać poprawnie zrealizowane oba regularne projekty wraz ze sprawozdaniami.
  • nadesłanie wszystkich poprawnie zrealizowanych regularnych projektów wraz ze sprawozdaniami przed końcem letniej sesji pozwala na uzyskanie zaliczenia ćwiczeń projektowych w pierwszym terminie poprawkowym.
  • nadesłanie wszystkich poprawnie zrealizowanych projektów regularnych wraz ze sprawozdaniami przed końcem sesji jesiennej w danym semestrze pozwala na uzyskanie zaliczenia ćwiczeń projektowych w drugim terminie poprawkowym.
  • terminem nadsyłania dodatkowych projektów (wynikających z nieobecności na zajęciach bądź błędnej realizacji projektów regularnych) jest koniec jesiennej sesji egzaminacyjnej.