МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ

УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

„ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Методичні вказівки до виконання розрахункового завдання з курсу «комп’ютерна логіка. Логіка дискретних автоматів»

для студентів денної та заочної форм навчання

напрямку 6.050102 «Комп’ютерна інженерія»

Затверджено

редакційно‑видавничою

радою НТУ “ХПІ”,

протокол № 1 від 20.06.2012 р.

Харків

НТУ «ХПІ»

2012

Методичні вказівки до виконання розрахункового завдання з курсу «Комп’ютерна логіка. Логіка дискретних автоматів» для студентів денної та заочної форм навчання напрямку 6.050102 «Комп’ютерна інженерія» /Уклад.: С.Ю. Гавриленко. – Х.: НТУ «ХПІ», 2012. – 46 с.

Укладач: С.Ю. Гавриленко

Рецензент А. М. Філоненко

Кафедра обчислювальної техніки та програмування

ЗМІСТ

ВСТУП 4

1. СИНТЕЗ МІКРОПРОГРАМНОГО АВТОМАТА ЗА СХЕМОЮ АЛГОРИТМУ 5

2. ВАРІАНТИ ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЗАВДАНЬ 8

3. СИНТЕЗ АВТОМАТА МІЛІ 20

3.1. Побудова змістовної схеми алгоритму 20

3.2. Побудова таблиці кодування операційних та умовних вершин 20

3.3. Побудова закодованої мікроопераційної схеми алгоритму 20

3.4. Побудова таблиці кодування мікрокоманд 23

3.5. Побудова закодованої мікрокомандної схеми алгоритму 23

3.6. Побудова основної таблиці абстрактного автомата 25

3.7. Побудова граф-схеми переходів 26

3.8. Побудова системи рівнянь функції переходів 27

3.9. Побудова системи рівнянь функції виходів 27

3.10. Кодування внутрішніх станів автомата 28

3.11. Побудова схеми операційного автомата 29

4. СИНТЕЗ АВТОМАТА МУРА 33

4.1. Побудова змістовної схеми алгоритму 33

4.2. Побудова таблиці кодування операційних та умовних вершин 33

4.3. Побудова закодованої мікроопераційної схеми алгоритму 39

4.4. Побудова таблиці кодування операційних та умовних вершин 35

4.5. Побудова закодованої мікрокомандної схеми алгоритму 36

4.6. Побудова основної таблиці абстрактного автомата 36

4.7. Побудова граф-схеми переходів 37

4.8. Побудова системи рівнянь функцій переходів 38

4.9. Кодування внутрішніх станів автомата 40

4.10. Побудова схеми операційного автомата 40

Список літератури 44

ВСТУП

Поряд з теорією формальних мов і основаних на ній методів побудови компіляторів кінцеві автомати активно використовуються в комп'ютерних іграх, у реалізації мережних протоколів, системах стиску інформації. Іншими словами, там, де потрібна велика надійність і де логіка поводження надто складна, щоб програміст зміг реалізувати її на одному лише рівні здорового глузду.

З появою структурного програмування стало очевидним, що з трьох головних конструкторів керування: проходження, циклу і розгалуження останній є найважчим у сприйнятті програміста, оскільки при безлічі альтернатив перетворює лінеаризовану структуру алгоритму в деревоподібну. При цьому складність навіть послідовних програм росте стрімко і часом може перевершувати дерево варіантів у настільки непростій для автоматичного аналізу моделі, як традиційні шахи.

Розбивка програми на процеси й об'єкти з заміною багатоступінчастого розгалуження засобами обробки повідомлень (подій) заміняє одну проблему на іншу: вкладеність зменшується, зате кількість взаємодіючих компонентів помітно зростає. Логіка «розмивається», і в підсумку ми одержуємо погано контрольовану ситуацію, коли через хаотичність «ручного» синтезу і неможливості побудувати вичерпний набір тестів немає ніякої впевненості в коректності побудованої системи. Ключ до рішення полягає в застосуванні формальних методів, у створенні зручної абстракції, здатної «вичавити» з алгоритму квінтесенцію логіки його роботи і дати можливість проводити весь необхідний аналіз.

Однією з таких зручних абстракцій можуть служити кінцеві автомати, серед різновидів яких потрібно виділити автомати Мілі і Мура. Близькість до булевої алгебри і теорії графів, наочність графічного подання і детермінованість поводження є помітними перевагами цієї абстракції.