[发明专利]一种刻蚀和沉积工艺三维元胞信息存储结构及操作方法

权利要求书

1.一种刻蚀和沉积工艺元胞自动机模拟时三维元胞信息存储结构，其特征在于，设l、w和h分别代表三维元胞自动机模型中沿x轴、y轴和z轴三个方向元胞划分的数量；每个元胞看作三维离散欧几里得空间中的点(x,y,z),x∈[0..l-1]，y∈[0..w-1]，z∈[0..h-1]，x、y和z分别表示该元胞在x轴、y轴和z轴上坐标位置；三维元胞信息存储结构定义如下：

将三维元胞自动机模型每一列元胞{(x,y,z)|y∈[0..h]}，x∈[0..l-1]，y∈[0..w-1]，定义为一个元胞，则将该三维元胞自动机模型转变为二维元胞自动机模型；

创建一个二维静态数组Cell2d[l][w]来表示该二维元胞自动机模型信息,该二维静态数组包含l×w个元素，每个元素对应一组下标(x,y)，x和y分别表示该元素在x轴和y轴坐标位置，x∈[0..l-1]，y∈[0..w-1]，l、w分别称为x维和y维的长度，该二维静态数组每个元素Cell2d[x][y]存储xy平面上(x,y)处一列元胞{(x,y,z)|y∈[0..h]}的信息；

该二维静态数组每个元素Cell2d[x][y]的信息包括：记录(x,y)列所有表面元胞的个数cellnum和一个用来存储(x,y)列所有表面元胞一维动态数组zcell；该一维动态数组zcell中每个元素除记录元胞的信息c(x,y,z)外，还增加一个记录表面元胞沿z轴坐标值z，用于还原三维元胞自动机模型；一维动态数组zcell中所有元素按坐标值z由小到大排序；

其中:

Cell2d[x][y]:表示二维静态数组Cell2d中，下标(x,y)对应的元素；

Cell2d[x][y].cellnum:表示二维静态数组中元素Cell2d[x][y]中记录(x,y)列所有表面元胞的个数cellnum;

Cell2d[x][y].zcell:表示二维静态数组中元素Cell2d[x][y]中存储(x,y)列所有表面元胞一维动态数组zcell;

Cell2d[x][y].zcell[znum]:表示二维静态数组中元素Cell2d[x][y]中一维动态数组zcell中下标znum对应的元素;

c(x,y,z)用于描述元胞(x,y,z)的对应状态。

2.一种利用如权利要求1所述存储结构中元胞操作方法，包括对元胞的随机访问、元胞信息的添加、删除及修改，其特征在于，具体包括以下步骤：

1）随机访问元胞(x,y,z)：

1.1）根据要访问的元胞(x,y,z)在x轴和y轴的两个坐标x和y，得到与该元胞(x,y,z)相同坐标x和y的元胞列的二维静态数组中元素Cell2d[x][y]；

1.2）根据该二维静态数组中元素Cell2d[x][y]的一维动态数组首元素的坐标位置z_min和尾元素的坐标位置z_max，判别要访问的元胞(x,y,z)的坐标z是否在这两数之间，若不满足，则该元胞(x,y,z)不是表面元胞，则返回无效下标；否则利用二分法对该一维动态数组中的元素进行搜索，若查找到该元胞(x,y,z)的坐标z与该一维动态数组中元素的坐标z相同，则该元胞(x,y,z)是表面元胞，返回该元胞(x,y,z)在一维动态数组中的下标，否则返回无效下标；

2）添加新表面元胞(x,y,z)的信息c(x,y,z)：

2.1）根据要添加的元胞(x,y,z)在x轴和y轴的两个坐标x和y，得到与该元胞(x,y,z)相同坐标x和y的元胞列的二维静态数组中元素Cell2d[x][y]；

2.2）利用步骤1）访问元胞(x,y,z)，根据返回下标值znum判断元胞(x,y,z)是否是表面元胞，若znum≠-1，则元胞(x,y,z)是表面元胞，再用c(x,y,z)的信息修改一维动态数组中元素Cell2d[x][y].zcell[znum]的内容后，操作结束；否则继续；

2.3）将(x,y)列中表面元胞数量增1，Cell2d[x][y].cellnum＝Cell2d[x][y].cellnum+1；

2.4）新建包含Cell2d[x][y].cellnum个元素的一维动态数组newzcell，并将c(x,y,z)的信息和原来一维动态数组Cell2d[x][y].zcell中的表面元胞信息一起按z坐标值由小到大的顺序插入到一维动态数组newzcell中；

2.5）删除一维动态数组Cell2d[x][y].zcell占用的内存空间，并将newzcell赋给它Cell2d[x][y].zcell＝newzcell；

3）删除表面元胞(x,y,z)的信息c(x,y,z)

3.1）根据要删除的元胞(x,y,z)在x轴和y轴的两个坐标x和y，得到与该元胞(x,y,z)相同坐标x和y的元胞列的二维静态数组中元素Cell2d[x][y]；

3.2）利用步骤1）访问元胞(x,y,z)，根据返回下标值znum判断元胞(x,y,z)是否是表面元胞，若znum==-1，则元胞(x,y,z)不是表面元胞，则操作结束，否则继续；

3.3）将(x,y)列中表面元胞数量减1，Cell2d[x][y].cellnum=Cell2d[x][y].cellnum-1；

3.4）新建包含Cell2d[x][y].cellnum个元素一维动态数组newzcell，将原来一维动态数组Cell2d[x][y].zcell的表面元胞信息中除数组下标为znum元素外的剩余元素依次从左到右按顺序插入到newzcell中；

3.5）删除原来一维动态数组Cell2d[x][y].zcell占用的内存空间，并将newzcell赋给它Cell2d[x][y].zcell=newzcell；

4）修改表面元胞(x,y,z)的信息c(x,y,z)

4.1）根据要修改的元胞(x,y,z)在x轴和y轴的两个坐标x和y，得到与该元胞(x,y,z)相同坐标x和y的元胞列的二维静态数组中元素Cell2d[x][y]；

4.2）利用步骤1）访问元胞(x,y,z)，根据返回值znum判断元胞(x,y,z)是否是表面元胞，若znum==-1，则元胞(x,y,z)不是表面元胞，则利用步骤2）添加表面元胞信息c(x,y,z)后，操作结束，否则继续；

4.3）用c(x,y,z)的信息修改一维动态数组中元素Cell2d[x][y].zcell[znum]的内容。