- •«Самарский государственный технический университет»
- •По курсу «Теория автоматов и формальных языков»
- •Лабораторная работа № 1
- •1. Краткая теория
- •1. Начальные языки описания цифровых автоматов
- •1.1. Начальные языки описания цифровых автоматов.
- •1.1.1. Язык регулярных выражений алгебры событий. Язык регулярных выражений алгебры событий использует следующие понятия:
- •1.1.2. Граф-схемы алгоритмов (гса) функционирования автоматов.
- •1.1.4. Формулы переходов.
- •1.1.5. Матричные схемы алгоритмов (мса).
- •1.1.6. Преобразование гса с помощью формул переходов.
- •1.1.3. Логические схемы алгоритмов (лса).
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •1. Краткая теория
- •1.1.7. Объединение гса с помощью мса.
- •2. Методика выполнения
- •Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3
- •1. Краткая теория
- •Тема 2.1. Автоматные языки описания цифровых автоматов.
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •Тема 3.1. Определение абстрактного автомата. Соединение
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7 Исследование автомата с магазинной памятью.
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •Разметка состояний
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мура на жесткой логике:
- •3. Задание на выполнение работы
- •Лабораторная работа № 9 Зачетное занятие
- •Начальные языки описания цифровых автоматов.
- •Лабораторная работа № 10 Исследование языков описания цифровых автоматов. Моделирование гса.
- •1. Краткая теория
- •1. Язык регулярных выражений алгебры событий. Язык регулярных выражений алгебры событий использует следующие понятия:
- •2. Граф-схемы алгоритмов (гса) функционирования автоматов.
- •3. Логические схемы алгоритмов (лса).
- •4. Формулы переходов.
- •5. Матричные схемы алгоритмов (мса).
- •2. Методика выполнения
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 Исследование языков описания цифровых автоматов. Моделирование микропрограмм
- •1. Краткая теория
- •Автоматные языки
- •2. Микропрограммный управляющий автомат
- •2. Методика выполнения
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12
- •1. Краткая теория
- •1) Разметка состояний.
- •2) Прямая таблица переходов.
- •3) Кодирование состояний.
- •4) Обратная структурная таблица.
- •5) Запись функции выходов и переходов автомата.
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мура на жесткой логике:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 13
- •1. Краткая теория
- •1) Разметка состояний автомата по гса.
- •2) Прямая таблица переходов.
- •3) Кодирование состояний автомата.
- •4) Обратная структурная таблица.
- •5) Запись функций выходов и переходов автомата.
- •6) Построение функциональной схемы автомата Мили (рис.2).
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мили на жесткой логике:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 14 Исследование автоматов Мили на плм. Моделирование автоматов Мили плм.
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мили на плм:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Исследование автоматов Мура на плм. Моделирование автоматов Мура плм
- •Краткая теория
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мура на плм:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •1. Краткая теория
- •3) Краткое описание работы автомата:
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 17
- •1. Краткая теория
- •Формат микрокоманды:
- •Оглавление
- •3) Краткое описание работы автомата:
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 18
2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мили на плм:
1. Разметить состояния автомата по ГСА.
2. Построить граф переходов и прямую таблицу переходов
3 Построить обратную структурную таблицу автомата
4. Сформировать функции выходов и управления элементами памяти
5. Построить функциональную схему автомата
6. Используя программу моделирования электронных схем Multisim собрать схему автомата и исследовать ее работу в соответствии с заданной преподавателем ГСА.
3. Задание на выполнение работы
Согласно методике, изложенной в разделе 2, и краткой теории из раздела 1, по заданному преподавателем описанию закона функционирования цифрового автомата в виде ГСА выполнить п.1..п.6 раздела 2. Результаты исследований оформить в виде отчета.
4. Контрольные вопросы
1. Какие объекты и функции используются для описания закона функционирования структурного автомата Мили, реализованного на ПЛМ?
2. Какие правила необходимо соблюдать при разметке состояний автомата Мили?
3. Какое различие между структурными автоматами МИЛИ и МУРА ?
4.Какие элементы памяти могут использоваться в автоматах Мили, законы их функционирования?
Рис. 1. Функцияональная схема автомата Мили на матрицах.
Лабораторная работа № 15
Исследование автоматов Мура на плм. Моделирование автоматов Мура плм
Цель лабораторной работы: Получение навыков структурного синтеза, моделирования и исследования цифровых управляющих автоматов на ПЛМ (модель Мура).
Краткая теория
Рассмотрим на примере обратной структурной таблицы автомата Мура на жесткой логике (см. л.р. № 3.). Таблица 1 из л.р. № 3 дополнена столбцом T(bm,bs) (см. л.р. № 5).
Таблица 1.
№ |
bm |
k(bm) |
bs |
k(bs) |
X(bm,bs) |
Y(bm,bs) |
F(bm,bs) |
T(bm,bs) |
1 |
b0 |
000 |
|
000 |
|
— |
— |
|
2 |
b1 |
001 |
|
|
1 |
— |
— |
|
3 |
b2 |
010 |
|
|
1 |
— |
— |
|
4 |
b2 |
011 |
|
|
|
— |
— |
|
5 |
b4 |
100 |
|
|
|
— |
— |
|
6 |
|
|
|
|
|
— |
— |
|
7 |
b0 |
000 |
b0 |
000 |
|
y6 |
— |
|
8 |
b3 |
011 |
|
|
|
y6 |
R1R0 |
|
9 |
b4 |
100 |
|
|
|
y6 |
R2 |
|
10 |
|
|
b1 |
001 |
|
y1y4y5 |
S0 |
|
11 |
|
|
b2 |
010 |
|
y1y2y3 |
S1R0 |
|
12 |
|
|
b3 |
011 |
|
y1y2y5 |
R2S1S0 |
|
13 |
|
|
b4 |
100 |
|
y3y4y5 |
S2R1R0 |
|
Схема
автомата Мура на матрицах приведена на
рис.7. Ее отличие от схемы (рис.6) состоит
в использовании четырех матриц. Первые
две матрицы «и»1 и «или»1 используются
для вычисления термов Ti
— функций переходов, значений
и функций Ri
и Si
— управление элементами памяти.
Матрица
«и»2 — это дешифратор состояний. Матрица
«или»2 формирует функции выходов
.
