- •«Самарский государственный технический университет»
- •По курсу «Теория автоматов и формальных языков»
- •Лабораторная работа № 1
- •1. Краткая теория
- •1. Начальные языки описания цифровых автоматов
- •1.1. Начальные языки описания цифровых автоматов.
- •1.1.1. Язык регулярных выражений алгебры событий. Язык регулярных выражений алгебры событий использует следующие понятия:
- •1.1.2. Граф-схемы алгоритмов (гса) функционирования автоматов.
- •1.1.3. Логические схемы алгоритмов (лса).
- •1.1.4. Формулы переходов.
- •1.1.5. Матричные схемы алгоритмов (мса).
- •1.1.6. Преобразование гса с помощью формул переходов.
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •1. Краткая теория
- •1.1.7. Объединение гса с помощью мса.
- •2. Методика выполнения
- •Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3
- •1. Краткая теория
- •Тема 2.1. Автоматные языки описания цифровых автоматов.
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •Тема 3.1. Определение абстрактного автомата. Соединение
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7 Исследование автомата с магазинной памятью.
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения
- •1. Краткая теория
- •Разметка состояний
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мура на жесткой логике:
- •3. Задание на выполнение работы
- •Лабораторная работа № 9 Зачетное занятие
- •Начальные языки описания цифровых автоматов.
- •Лабораторная работа № 10 Исследование языков описания цифровых автоматов. Моделирование гса.
- •1. Краткая теория
- •1. Язык регулярных выражений алгебры событий. Язык регулярных выражений алгебры событий использует следующие понятия:
- •2. Граф-схемы алгоритмов (гса) функционирования автоматов.
- •3. Логические схемы алгоритмов (лса).
- •4. Формулы переходов.
- •5. Матричные схемы алгоритмов (мса).
- •2. Методика выполнения
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 Исследование языков описания цифровых автоматов. Моделирование микропрограмм
- •1. Краткая теория
- •Автоматные языки
- •2. Микропрограммный управляющий автомат
- •2. Методика выполнения
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12
- •1. Краткая теория
- •1) Разметка состояний.
- •2) Прямая таблица переходов.
- •3) Кодирование состояний.
- •4) Обратная структурная таблица.
- •5) Запись функции выходов и переходов автомата.
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мура на жесткой логике:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 13
- •1. Краткая теория
- •1) Разметка состояний автомата по гса.
- •2) Прямая таблица переходов.
- •3) Кодирование состояний автомата.
- •4) Обратная структурная таблица.
- •5) Запись функций выходов и переходов автомата.
- •6) Построение функциональной схемы автомата Мили (рис.2).
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мили на жесткой логике:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 14 Исследование автоматов Мили на плм. Моделирование автоматов Мили плм.
- •1. Краткая теория
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мили на плм:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Исследование автоматов Мура на плм. Моделирование автоматов Мура плм
- •Краткая теория
- •2. Методика выполнения Используя материал из раздела 1, по гса, заданной преподавателем, спроектировать автомат Мура на плм:
- •3. Задание на выполнение работы
- •4. Контрольные вопросы
- •1. Краткая теория
- •3) Краткое описание работы автомата:
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 17
- •1. Краткая теория
- •Формат микрокоманды:
- •3) Краткое описание работы автомата:
- •2. Методика выполнения
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 18
- •Оглавление
2. Методика выполнения
Используя материал из раздела 1, по заданному преподавателем словесному описанию закона функционирования цифрового автомата:
1. Записать регулярные выражения алгебры событий
2. Построить ГСА
3. Построить ЛСА
4. Построить МСА
5. Записать формулы переходов
6. Используя программу среду программирования Java смоделировать ГСА функционирования цифрового автомата. ГСА выдается преподавателем.
3. Задание на выполнение работы
Согласно методике, изложенной в разделе 2, и краткой теории из раздела 1, по заданному преподавателем словесному описанию закона функционирования цифрового автомата выполнить п.1..п.6 раздела 2. Результаты исследований оформить в виде отчета.
4. Контрольные вопросы
1. Какие объекты и функции используются для описания закона функционирования автомата в виде регулярных выражений алгебры событий?
2. Какие правила необходимо соблюдать при описания закона функционирования автомата в виде ГСА?
3. Какое различие между МСА и формулами переходов?
4. Какие ГСА имеет смысл объединять в одну ?
Лабораторная работа № 11 Исследование языков описания цифровых автоматов. Моделирование микропрограмм
Цель лабораторной работы: Получение навыков описания, преобразования и исследования цифровых автоматов, описанных с помощью автоматных языков и микропрограмм.
1. Краткая теория
Автоматные языки
Среди автоматных языков наиболее распространены таблицы, графы и матрицы переходов и выходов.
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:
