- •Кафедра “Вычислительная техника”
- •Составитель: и.В. Воронцов
- •СамГту; Сост. И.В. Воронцов. Самара, 2013, 95 с.
- •Раздел 1. Начальные языки описания цифровых автоматов
- •Тема 1.1. Предмет теории автоматов, его место и задачи
- •Тема 1.2. Начальные языки описания цифровых автоматов. Язык регулярных
- •Язык регулярных выражений алгебры событий использует следующие понятия:
- •Тема 1.3. Граф - схемы алгоритмов (гса) цифровых автоматов.
- •Объединение гса с помощью мса
- •Формулы переходов описывают все пути между операторными вершинами в гса . Они имеют вид:
- •Раздел 2. Автоматные языки описания цифровых автоматов
- •Тема 2.1. Автоматные языки описания цифровых автоматов. Графы переходов,
- •Тема 2.2. Конечные автоматы. Модель дискретного преобразования
- •Тема 2.3. Автоматы Мура, Мили и с-автоматы. Принципиальные различия
- •Тема 2.4. Эквивалентные автоматы, преобразования автоматов.
- •Раздел 3. Абстрактные и микропрограммные автоматы
- •Тема 3.1. Определение абстрактного автомата. Соединение двух автоматов:
- •Тема 3.2. Сети и коллективы автоматов
- •Тема 3.3. Абстрактный синтез микропрограммных автоматов (мпа) по гса.
- •Тема 3.4. Структурный синтез микропрограммных автоматов по гса
- •Разметка состояний
- •Тема 4.1. Формальные языки и операции над ними
- •Тема 4.2. Концепция порождения и распознавания.
- •Тема 4.3. Конечные автоматы как распознаватели.
- •Тема 4.4. Машина Тьюринга как автомат, реализующий
- •Тема 4.5. Автоматы с магазинной памятью (мп-автоматы)..
- •Лекция 9.
- •Тема 5.1. Автоматы как технические устройства эвм.
- •Раздел 6. Микропрограммные цифровые автоматы
- •Тема 6.1. Предмет теории автоматов и формальных языков, его место и задачи в подготовке бакалавра по информатике и вычислительной технике. Краткий исторический обзор
- •Место дисциплины в структуре ооп
- •Тема 6.2. Микропрограммные цифровые автоматы. Микропрограммирование.
- •Раздел 7. Синтез цифровых автоматов на жесткой логике
- •Тема 7.1. Структурный синтез мпа на жесткой логике. Синтез мпа автоматов Мура
- •Синтез автомата Мура по гса. Простейшая реализация
- •3.1.1.2. Построение графа переходов автомата Мура (по гса рис. 3.14)
- •3.1.1.3. Построение прямой таблицы переходов автомата Мура
- •3.1.1.4. Кодирование состояний автомата. Выбор элементов памяти
- •3.1.1.5. Обратная структурная таблица автомата Мура
- •3.1.1.6. Функции управления элементами памяти и функции выходов автомата
- •3.1.1.7. Структурная схема автомата Мура на жесткой логике
- •3.1.1.8. Функциональная схема автомата Мура на жесткой логике
- •Тема 7.2. Структурный синтез мпа на жесткой логике. Синтез мпа автоматов
- •Разметка состояний автомата Мили по гса
- •3.1.2.2. Построение графа переходов автомата Мили по гса
- •3.1.2.3. Построение прямой таблицы переходов автомата Мили
- •3.1.2.4. Кодирование состояний автомата. Выбор элементов памяти
- •3.1.2.5. Обратная структурная таблица автомата Мили
- •3.1.2.6. Функции управления элементами памяти и функции выходов автомата
- •3.1.2.7. Структурная схема автомата Мили на жесткой логике
- •3.1.2.8. Функциональная схема автомата Мили на жесткой логике
- •Раздел 8. Синтез цифровых автоматов на программируемых матрицах (плм)
- •Тема 8.1. Структурный синтез мпа Мили на плм. Вопросы оптимизации мпа
- •3.3.2. Простейшая матричная реализация автомата Мили
- •Тема 8.2. Структурный синтез мпа Мура на плм. Вопросы оптимизации мпа Простейшая матричная реализация автомата Мура
- •3.3.4. Вопросы оптимизации автоматов на матрицах
- •Кодирование логических условий х. Площадь матрицы м& в автоматах Мили и Мура зависит:
- •Раздел 9. Синтез цифровых автоматов на программируемой логике
- •Тема 9.1. Автоматы с программируемой логикой и естественной адресацией.
- •Принцип управления по хранимой программе
- •Кодирование наборов микроопераций
- •Адресация микрокоманд в автомате
- •Естественная адресация микрокоманд в автомате
- •Тема 9.2. Автоматы с программируемой логикой и принудительной адресацией.
- •Тема 9.3. Сегментация памяти в автоматах с программируемой логикой.
Тема 2.3. Автоматы Мура, Мили и с-автоматы. Принципиальные различия
между автоматами различных типов
Рассмотрим примеры таблиц для автоматов Мили и Мура
Пример автомата Мили
-
Таблица переходов:
Таблица выходов:
На пересечении столбца и строки ставят: и .
Таблицы переходов и выходов могут быть объединены в единую совмещенную таблицу переходов и выходов:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример автомата Мура:
Автомат Мура задается одной отмеченной таблицей переходов:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для не полностью определенных автоматов на месте неопределенных состояний и выходных сигналов ставятся прочерки (не в шапках таблиц, а внутри таблиц).
Граф автомата – это ориентированный граф, вершинам которого соответствуют состояния автомата, а дугам – переходы.
Дуге , направленной от вершины к вершине приписывается (в модели Мили) входной сигнал и выходной сигнал , либо ставится прочерк.
В модели Мура выходной сигнал приписывается вершине, т.е. состоянию .
Автоматы и , заданные выше в виде таблиц, задаются следующими графами:
Функции заключительного состояния и заключительного выхода
Расширим функции и , определив их на множестве пар:
(состояние, входное слово)
Обозначим: - -е входное слово длиной символов;
- слово длиной нуль (пустое слово);
- множество всех конечных входных слов ненулевой длины: .
Функция заключительного состояния: на множестве определяется следующим образом:
1. для всех ;
2.
1) , если определена для всех ; ;
2) не определена в противном случае.
- это заключительное состояние, в который перейдет автомат из состояния под действием входного слова .
Функция заключительного выхода .
Модель Мура:
|
, для , если определена |
Не определена, если не определена |
Модель Мили:
|
, , если определена |
Не определена, если не определена |
Функция заключительного выхода – это выходной сигнал, который появляется в результате действия последнего символа цепочки :
в модели Мура – это выходной сигнал отмечающий заключительное состояние;
в модели Мили – это выходной сигнал, появляющийся на переходе в заключительное состояние.
Пример для автомата (Мили) введенного ранее.
Найдем
Решение
Последний переход , поэтому .
Реакция автомата
Реакция автомата в состоянии на входное слово - это цепочка выходных символов (выходное слово) вырабатываемая автоматом.
Для модели Мили:
|
Не определена, если не определена. |
иначе:
|
Для модели Мура:
|
Не определена, если не определена |
иначе: |
Обратим внимание, что выходной сигнал вырабатываемый автоматом Мура в состоянии не входит в цепочку , т.к. он не является следствием действия символа .
Под реакцией автомата Мура в состоянии на входное слово понимается выходное слово длины , но сдвинутое на 1 такт автоматного времени сравнительно с выходным словом автомата Мили.
