Глава 2.Структурный автомат.

Если автомат представляет собой устройство, имеющее вход и выход, то последовательное и/или параллельное соединение нескольких автоматов формирует сеть. Под действием входных сигналов происходит изменение внутренних состояний автоматов, что порождает изменение состояния всей сети. При описании сети необходимо также вводить понятие дискретного времени . Функция  каждого автомата реализует задержку на один такт изменения внутреннего состояния, что формирует задержку изменения состояния всей сети. Совокупность функций  автоматов, принадлежащих сети, формирует выходной сигнал всей сети.

Сеть автоматов, вход которой имеет n каналов, то есть (x₁,x₂,...x_n)Xⁿ, а выход - p каналов, то есть (y₁,y₂,…y_p)Y^p, называют структурным автоматом. На рис. 2.1 и 2.2 даны схемы последовательного и параллельного соединений двух автоматов, формирующих структурный автомат.

Рис.2.1 Последовательное соединение автоматов

Рис.2.2. Параллельное соединение автоматов

Структурный автомат, как правило, содержит m автоматов, состояния которых формируют состояние сети в виде кортежа (q₁,q₂,..q_m)Q^m.

Одновременное изменение внутренних состояний всех автоматов определяет синхронный режим работы сети. В этом случае состояние сети из m автоматов M₁, M₂,...M_m может быть представлено для каждого момента времени  вектором q[]=(q₁[];q₂[];...q_m[]). Каждая компонента этого вектора описывает внутреннее состояние соответствующего автомата, то есть q₁Q₁, q₂Q₂,...q_mQ_m. Число состояний сети равно произведению числа состояний составляющих его автоматов, так как QQ₁Q₂Q_m). Поэтому синхронный режим работы сети часто называют произведением автоматов.

Разновременное и последовательное изменение внутренних состояний автоматов формирует асинхронный режим работы сети. Изменение состояния такой сети из m автоматов M₁, M₂,...M_m для каждого момента времени  может быть описано изменением внутреннего состояния только одного автомата, то есть q[]=q_i[] где q_iQ_i. Число состояний сети равно сумме числа внутренних состояний составляющих его автоматов, так как QQ₁Q₂Q_m. Поэтому асинхронный режим работы сети часто называют суммой автоматов.

Все разнообразие соединений автоматов можно рассмотреть на примере двух простых автоматов М₁ и М₂, поведение которых представлено таблицами 1.70 и 1.71 и рис. 1.23 и 1.24.

Таблица 2.1				Таблица 2.2
Автомат М1				Автомат М2
текущее состояние q1iQ1	символы входного алфавита x1iX1			текущее состояние q2jQ2	символы входного алфавита x2jX2
	x11	x12			x21	x22	x23
q11	q12;y11	q11;y13		q21	q21;y21	q22;y21	q21;y22
q12	q13;y12	q12;y11		q22	q22;y21	q22;y21	q21;y22
q13	q13;y11	q11;y11

Рис.2.3. Граф автомата М_1. Рис.2.4. Граф автомата М₂

Это позволит понять основы формирования сложной сети, реализующей сложные функции переходов и выходов, на основе композиции элементарных автоматов, имеющих простые функции.