116 Типы автоматов и способы их задания и функционирования

Автомат называют полностью определенным, когда значение характеристической функции задано для всех пар (х₁; Si). Полностью определенный автомат, для которого известны значения функций y_i = Х(х₁; s_i); S_i+1 = 5(х₁; s_i), называют автоматом Мили. Пол­ностью определенный автомат, для которого определяются функции в виде y_i =X(s_i); s_i+1=5(x_i; s_i), называются автоматом Мура. Автомат частично или не полностью опреде­лен, если хоть одна из характеристических функций X или 5 не полностью определены, т.е. для некоторых пар (х₁; s_i) не определены значения y_i или s_i+1. В таблице переходов и таблице выходов для частичного автомата некоторые клетки остаются незаполненными.

Способы задания автоматов.

После того, как для системы установлены входные и выходные алфавиты, множе­ство заданий её формализуют с помощью таблицы переходов, графа или матрицы.

Таблица переходов.

В левой части поля таблицы содержится множество Y={y₁; y₂; ...; y_m}. В правой части поля таблицы содержится множество S={s₁; s₂; ...; s_k}.

Граф переходов.

Граф переходов, описывающий автомат с k состояниями, содержит k вершин. Каж­дая вершина соответствует одному состоянию. Фрагмент графа переходов.

Дуга, направленная из S₁ в S₂ задаёт переход автомата из состояния S₁ в состояние S₂. На выходе дуги указывают символ из выходного алфавита Y, который определяется функцией выходов y₂ = A(x₁; s₁). Указанное представление справедливо для автоматов Мили. Для автоматов Мура граф переходов имеет отли­чия. Yi указывает на состояние Si.

Матрица переходов является точной копией переходов графа переходов, она позво­ляет реализовать ряд операций, которые могут быть выполнены визуально. Преимуще­ственно матрица переходов используется в том случае, когда графы переходов настоль­ко сложны, что их применение бесполезно.

Для заданного автомата А, имеющего m состояний матрицы перехода [A] имеет m строк и n столбцов. Пусть (s_j, s₂, s_m} - множество состояний автомата и пусть by обо­значает дугу перехода из состояния s\ в состояние sy. Тогда элемент a_v- матрицы [A] оп­ределяется следующим образом:

117 Минимизация абстрактных автоматов

118 Структурный синтез автоматов

119 Типы запоминающих устройств, их назначение и характеристики

ЗУ – технические средства для записи, хранения, выделения информации в виде цифровых кодов.

Наименьший элемент памяти — бит — двоичный разряд. В нем хранится двоичный код (0 или 1). Восемь последова­тельных двоичных разрядов составляют байт. Максимальное количество байтов, которое может быть одновременно обработано командой процессора, называется машинное слово, длиной которого определяется разрядность процессора.

Объем памяти компьютера измеряется в байтах и их производных: килобайтах (1 Кб = 1024 б), мегабайтах (1Мб = 1024 Кб), гигабайтах (1Гб = = 1024 Мб) и т. д.

Основными характеристиками ЗУ являются

- быстродействие; - емкость(Кбит); - разрядность; - удельная потребляемая мощность(мВт).

Память компьютера по способу организации и использования можно разделить на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память компьютера включает в себя оперативную памяти, постоянную памяти, кэш-память.

Оперативная память (оперативное запоминающее устройство — ОЗУ или Random Access Memory — RAM) — энергозависимое, быстродействующее запоминающее устройство, предназначенное для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК. ОЗУ — энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется.

Постоянная память (постоянное запоминающее устройство — ПЗУ или Read Only Memory — ROM) используется для хранения неизменяемой информации: загрузочные программы ОС, программы тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS -Basic Input-Output System) и др. Из ПЗУ можно только считывать информацию.

Кэш-память — высокоскоростная память сравнительно большой емкости, которая является буфером между оперативной памятью и микропроцессором и позволяющая увеличить скорость выполнения операций. В кэш-памяти хранятся данные, которые микропроцессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Микропроцессоры, начиная от МП 80486, имеют свою встроенную кэш-память (или кэш-память 1-го уровня). Кэш-память 2-го уровня размещается на материнской плате вне микропроцессора и хранит данные и результаты, обрабатываемые процессором в текущий момент времени.

Внешняя память компьютера предназначена для долговременного хранения информации. Внешние ЗУ также называют накопителем.