- •Глава 3. Теория автоматов.
- •Основные понятия теории автоматов
- •Так к.С. Грамматика порождает язык
- •Так, нефункциональная к. С. Грамматика
- •Пояснения к построению дерева методом “свертый”:
- •Предполагается, что “программа” машины Тьюринга составляется из конечного множества команд вида: qiaj→ ql ak dp, , где (и).
- •Замечание
- •I. Макроподход.
- •II. Микроподход
- •Пояснения
- •Замечание
- •Замечание
- •Моделирование автоматных систем сетями петри.
- •Сеть петри Общие положения.
- •Выполнение сети Петри.
- •Интерпретация сети Петри.
Замечание
Функциями с большим числом аргументов соответствуют большое число тупиковых Д.Н.Ф, такие ,что их полный перебор с целью выделения М.Д.Н.Ф становится нереальным.
Для функций многих переменных целесообразно использование приближенных методов получения М. Д.Н.Ф.
Приближённые методы синтеза минимальных одновидных комбинационных автоматов.
К приближенным методам относится широко используемый на практике минимальный алгоритм, в соответствии с которым включение импликант в М.Д.Н.Ф выполняют в следующей последовательности:
Выбирается строка таблицы покрытой наименьшим числом единиц;
Среди столбцов, имеющих в этой строке единицы, выбирается столбец с наибольшим числом единиц;
Импликанта этого столбца включается в М. Д.Н.Ф ,а все конституэнты ,покрываемые указанной импликантой (и соответствующие им строки таблицы) вычеркивается;
Процедуру повторяют до тех пока остаются не вычеркнутые строки.
Применив рассмотренный минимальный алгоритм к полученной выше таблице покрытий , имеем:
Выбираем первую строку (очевидно логично выбирать 3,или 4,или 6);
Берем(выбора нет) третий столбец;
Включаем импликанту x1—x3x4-- в М.Д.Н.Ф,а первую и вторую строки вычеркиваем;
Выбираем третью строку(левую,можно брать 4 или 6);
Берем первый столбец;
Включаем импликанту x1x2 в М.Д.Н.Ф и вычеркиваем все оставшиеся не вычеркнутыми строки(т.е. 3-ю,4-ю,5-ю,6-ю);
Окончательный результат получается в виде f(x1,x2,x3,x4)= x1x2Ux1—x3x4----- М.Д.Н.Ф.
Метод минимизирующих таблиц в синтезе одновыходных комбинационных автоматов.
В этом случае исходная логическая функция минимизируемого автомата должна быть задана как С.Д.Н.Ф.
Для этой ф-ии строят таблицу, содержащую возможную конъюнкцию переменных. Эта таблица 2n стор (n-число аргументов заданной функции) и 2n-1 столбцов (сами переменные x1,…,xn рассматриваются ,как конъюнкции в силу соотношений x1=x).В качестве примера такой минимизации таблицы пусть будет таблица построенная для функций трех аргументов f(x1,x2,x3,x4).
|
x1 |
x2 |
x3 |
x1^x2 |
x1^x3 |
x2^x3 |
x1^x2^x3 |
|
x1 |
x2 |
x3- |
x1^x2 |
x1^x3- |
x2^x3- |
x1^xx2^x3- |
|
x1 |
x2- |
x3 |
x1^x2- |
x1^x3 |
x2-^x3 |
x1^x2^x3 |
|
x1 |
x2- |
x3- |
x1^x2- |
x1^x3- |
x2-^x3- |
x1^x2-^x3- |
|
x1- |
x2 |
x3 |
x1-^x2 |
x1-^x3 |
x2^x3 |
x1-^x2^x3 |
|
x1- |
x2 |
x3- |
x1-^x2 |
x1-^x3- |
x2^x3- |
x1-^x2^x3- |
|
x1- |
x2- |
x3 |
x1-^x2- |
x1-^x3 |
x2-^x3 |
x1-^x2-^x3 |
|
x1- |
x2- |
x3- |
x1-^x2- |
x1-^x3- |
x2-^x3- |
x1-^x2-^x3- |
Порядок применения минимизирующей таблицы:
Вычеркиваем все строки таблицы, соответствующие тем конъюнкциям крайнего правого столбца, которые отсутствуют в заданной С.Д.Н.Ф.(так ,если заданная логическая функция есть f(x1,x2,x3,x4)=x1x2x3Ux1x2--x3Ux1x2--x3-Ux1--x2x3Ux1--x2--x3Ux1--x2--x3--.То в построенной выше карте следует вычеркнуть 2-ю и 6-ю строки, т.к. в С.Д.Н.Ф нет конъюнкций x1x2x3—b x1—x2x3--)4
В оставшихся строках каждого столбца зачеркиваются элементы одинаковые с теми ,которые уже зачеркнуты в этом столбце(в рассматриваемом примере зачеркиваем все клетки 1-ого столбца; зачеркиваем все клетки 2-ого столбца, помеченного символом x2;в 3-ем столбце зачеркиваем все клетки с символом x3--;в 4-ом столбце зачеркиваем все клетки с конъюнкцией x1x2;в 5-ом столбце будут вычеркнуты все клетки с конъюнкциями x1x3—и x1—x3--; в 6-ом столбце зачеркиваем все клетки с конъюнкциями x2x3--);
Из каждой не зачеркнутой строки таблицы выбирается одна конъюнкция с минимальным числом переменных (в нашем примере это конъюнкции x2—и x3);
Записывают М.Д.Н.Ф как дизъюнкцию минимальных конъюнкций(в нашем случае имеем x2—Ux3).
Замечание М.Д.Н.Ф получается из таблицы после исключения повторяющихся конъюнкций.
Метод минимизации картами Карно
В случае если логическая функция комбинационного автомата с одним выходом имеет число аргументов не выше 4-х,то для “ручной” минимизации целесообразно использовать карты Кано(диаграмма Вейга) прямоугольные таблицы соответствия (истинности) специального вида.
В качестве примера зададим картой Карно логическую функцию f(x1,x2,x3,x4)U1F(2,6,12,13,14,15).
Имеем:
|
|
x1 |
x1- |
| ||
|
x2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
x4- |
|
|
1100 |
1110 |
0110 |
0100 |
|
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
x4 |
|
|
1101 |
1111 |
0111 |
0101 |
|
|
x2- |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
1001 |
1011 |
0011 |
0001 |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
x4- |
|
|
1000 |
1010 |
0011 |
0000 |
|
|
|
x3- |
x3 |
x3- |
| |
