5. Эвм, как цифровой автомат

Одним из главных понятий является понятие цифрового автомата.

Вид перерабатываемой информации влияет на структуру вычислительных машин, которые в зависимости от этого делят на два основных класса: аналоговые и цифровые.

В практике часто используется понятие цифрового автомата, под которым понимают устройство, предназначенное для преобразования цифровой информации.

Входные сигналы в цифровых автоматах представляются в виде конечного множества мгновенных сигналов. Теоретически это означает, что входные сигналы не имеют длительности, хотя практически это не так. Такое допущение упрощает рассмотрение процессов, происходящих в автоматах, так как все события должны относиться к фиксированному моменту времени t.

Условно также принимается, что число выходных сигналов y(t) конечно и они возникают в результате действия входных сигналов. При этом следует учитывать, что одновременно с появлением выходного сигнала происходит скачкообразный переход автомата из состояния 1 в состояние 2.

Цифровой автомат называется правильным, если выходной сигнал y(t) определяется только его состоянием q(t-1) или q(t) и не зависит от входных сигналов.

Время для цифрового автомата имеет также важное значение. Для решения задач анализа и синтеза цифровых автоматов обычно вводится автоматное время. Существует два способа введения автоматного времени, по которым цифровые автоматы делят на два класса (синхронные и асинхронные).

Для однозначного управления цифровым автоматом необходимо, чтобы он начинал работу с определённого начального состояния. Автомат является конечным, если А, X и Y не являются бесконечными множествами. Теоретически все элементы множеств А, X, Y могут быть закодированы числами в системе счисления с любым основанием, но на практике всегда используется двоичная система счисления. Согласно структурной схеме коды наборов переменных комбинационных схем определяются в результате конкатенации кодов входных сигналов и кодов состояний блока памяти. Как наборы входных переменных, так и коды состояний блока памяти в общем случае содержат запрещённые комбинации, поэтому системы функций алгебры логики, описывающие комбинационные схемы, не будут полностью определёнными.

6. Практическая часть

1. Задание

(9)10 = (001001)2

S0, S1, … S6 - внутреннее состояние

Х - входной алфавит

У - выходной алфавит

S0 - начальная вершина

λ - функция переходов

2. Построение графа

2. Кодирование внутренних состояний.

S0 = 000

S1 = 001

S2 = 010

S3 = 011

S4 = 100

S5 = 101

S6 = 110

S7 = 111

3. Составление таблиц.

Таблица переходов

Входное состояние Внутреннее состояние	Х=0	Х=1
S0	S1	S0
S1	S2	S0
S2	S2	S3
S3	S4	S0
S4	S5	S1
S5	S2	S6
S6	S1	S0

Таблица выходов

Входное состояние Внутреннее состояние	Х=0	Х=1
S0	У0	У0
S1	У0	У0
S2	У0	У0
S3	У0	У0
S4	У0	У0
S5	У0	У1
S6	У0	У0