元胞自动机生命游戏C语言并行实现

简介

细胞自动机(又称元胞自动机),名字虽然很深奥,但是它的行为却是非常美妙的。所有这些怎样实现的呢?我们可以把计算机中的宇宙想象成是一堆方格子构成的封闭空间,尺寸为N的空间就有NN个格子。而每一个格子都可以看成是一个生命体,每个生命都有生和死两种状态,如果该格子生就显示蓝色,死则显示白色。每一个格子旁边都有邻居格子存在,如果我们把33的9个格子构成的正方形看成一个基本单位的话,那么这个正方形中心的格子的邻居就是它旁边的8个格子。

每个格子的生死遵循下面的原则:

1. 如果一个细胞周围有3个细胞为生(一个细胞周围共有8个细胞),则该细胞为生(即该细胞若原先为死,则转为生,若原先为生,则保持不变) 。

2. 如果一个细胞周围有2个细胞为生,则该细胞的生死状态保持不变;

3. 在其它情况下,该细胞为死(即该细胞若原先为生,则转为死,若原先为死,则保持不变)

实现思路

将全局矩阵分解为大小相等的(工作)块,这样我们就可以实现生命的游戏。
初始化:从文件中读取数据:一个包含游戏初始状态的m×n矩阵。

为了与其他处理器通信,我设置了一个局部矩阵和一个全局矩阵。局部矩阵是一种混合状态。对于处理器0,它可以从局部矩阵中获得全局矩阵。

MPI并行实现

输出示例

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