taralino

Grundlegende Simulation

Zunächst führen wir eine erste Simulation durch und betrachten das Spielfeld zu ausgewählten Zeitpunkten. Verwendet werden dazu die folgenden Kennzahlen:

		32	Spielfeldgröße (Anzahl der Zeilen und Spalten)
		0,2	Dichte der Population
		0,01	Anteil der (anfangs) infizierten Individuen
		0,4	Infektionsrate
		20	Dauer der Krankheit
		0,5	Mobilitätsrate

Unter Verwendung dieser Kennzahlen wird ein Spielfeld samt Startkonfiguration erstellt. Gemäß sind etwa 20 Prozent aller Zellen mit einem Individuum belegt, wobei davon nur etwa ein Prozent infiziert sind (alle anderen Individuen sind für die Krankheit empfänglich). Wie eine derartige Simulation ausschaut, zeigt die folgende Anwendung.

Quellcode

Führe eine erste Simulation unter Verwendung der zuvor genannten Kennzahlen durch. Hinweis: Erzeuge über Neustart eine neue Startkonfiguration, falls anfangs zu wenig infizierte Individuen auf dem Spielfeld vorhanden sind.

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <script src="taralino.js"></script>
</head>
<body>
<script>

/*******************************
  Kennzahlen zur Simulation
*******************************/

// Spielfeld (Anzahl der Zeilen und Spalten)
var n = 32;

// Dichte der Population (zwischen 0.0 und 1.0)
var d = 0.2;

// Anteil der (anfangs) infizierten Individuen (zwischen 0.0 und 1.0)
var u = 0.01;

// Infektionsrate (zwischen 0.0 und 1.0)
var a = 0.4;

// Dauer der Krankheit (Anzahl der Zeitschritte)
var t = 20;

// Mobilitaetsrate (positive Zahl)
var m = 0.5;



/*******************************
  Globale Variablen
*******************************/

// Spielfeld
var S = new Array(n);
for (var i = 0; i < n; i++) S[i] = new Array(n);
/*
Nicht besetzte Zellen    : S[i][j] =  -2
Empfaengliche Individuen : S[i][j] =  -1
Genesene Individuen      : S[i][j] =   0
Infizierte Individuen    : S[i][j] >=  1 (Zeitschritte bis zur Genesung)
*/



/*******************************
  Funktionen
*******************************/

/*
Die Funktion init_grid() erzeugt eine (neue) Startkonfiguration
*/

function init_grid() {
  for (var i = 0; i < n; i++) for (var j = 0; j < n; j++) {
    S[i][j] = -2;
    if (Math.random() < d) {
      S[i][j] = -1;
      if (Math.random() < u) S[i][j] = Math.ceil(Math.random()*t);
    };
  };
};


/*
Die Funktion draw_grid() zeichnet das Spielfeld.
*/

function draw_grid() {
  Grid.clear();
  for (var i = 0; i < n; i++) for (var j = 0; j < n; j++) {
    if (S[i][j] == -1) Grid.pixel(i, j, "blue");
    if (S[i][j] ==  0) Grid.pixel(i, j, "green");
    if (S[i][j] >=  1) Grid.pixel(i, j, "red");
  };
  Grid.draw();
};


/*
Die Funktion setup() wird jeweils beim Start / Aufruf
der Seite einmalig ausgefuehrt.
*/

function setup() {
  var z = Math.max(1, Math.floor(320/n));
  Grid.init(n, n, {background:[240,240,240], style:"canvas", zoom:z});
  init_grid();
  draw_grid();
  Animation.init({fps:12, autoplay:"off"});
  Button.add("start", "Start");
  Button.add("stop", "Pause");
  Button.add("reset", "Neustart");
};


/*
Die Funktion infect() fuehrt die Phase der Infektion durch.
*/

function infect() {
  var H = new Array(n);
  for (var i = 0; i < n; i++) H[i] = new Array(n);
  for (var i = 0; i < n; i++) for (var j = 0; j < n; j++) H[i][j] = S[i][j];

  for (var i = 0; i < n; i++) for (var j = 0; j < n; j++) {
    S[i][j] == H[i][j];
    if (S[i][j] == -1) {
      if (H[i][(j-1+n)%n] > 0) if (Math.random() < a) S[i][j] = t;
      if (H[i][(j+1)%n] > 0) if (Math.random() < a) S[i][j] = t;
      if (H[(i-1+n)%n][j] > 0) if (Math.random() < a) S[i][j] = t;
      if (H[(i+1)%n][j] > 0) if (Math.random() < a) S[i][j] = t;
    };
  };
};


/*
Die Funktion move() fuehrt die Phase der Mobilitaet durch.
*/

function move() {
  for (var k = 0; k < m*n*n; k++) {
    var i = Math.floor(Math.random()*n);
    var j = Math.floor(Math.random()*n);
    var r = i;
    var s = j;
    var q = Math.floor(Math.random()*4);
    if (q == 0) r = (r-1+n)%n;
    if (q == 1) s = (s-1+n)%n;
    if (q == 2) r = (r+1)%n;
    if (q == 3) s = (s+1)%n;
    if (((S[i][j] == -2) && (S[r][s] != -2)) || ((S[i][j] != -2) && (S[r][s] == -2))) {
      var h = S[r][s];
      S[r][s] = S[i][j];
      S[i][j] = h;
    };
  };
};


/*
Die Funktion recover() fuehrt die Phase der Genesung durch.
*/

function recover() {
  for (var i = 0; i < n; i++) for (var j = 0; j < n; j++) {
    if (S[i][j] >= 1) S[i][j]--;
  };
};


/*
Die Funktion loop() wird automatisch immer wieder
aufgerufen und durchgefuehrt.
*/

function loop() {
  infect();
  move();
  recover();
  draw_grid();
};


/* Die Funktion on_click() wird aufgerufen, wenn ein Button
gedrueckt wird. */

function on_click(id) {
  if (id == "start") Animation.start();
  if (id == "stop") Animation.stop();
  if (id == "reset") {
    Animation.stop();
    init_grid();
    draw_grid();
  };
};


</script>
</body>
</html>

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