Раздел 6. Микропрограммные цифровые автоматы

Тема 6.1. Предмет теории автоматов и формальных языков, его место и задачи в подготовке бакалавра по информатике и вычислительной технике. Краткий исторический обзор

Целями освоения дисциплины "Теория автоматов и формальных языков" является формирование общекультурных и профессиональных компетенций, необходимых для реализации проектно-конструкторской проектно-технологической, научно-исследовательской, научно-педагогической, монтажно-наладочной и сервисно - эксплуатационной деятельности:

ОК-1 - владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановки цели и выбору путей её достижения;

ОК-10 - использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

ПК-4 - разработка моделей компонентов информационных систем, включая модели баз данных.

Основными задачами преподавания дисциплины является приобретение в рамках освоения теоретического материала знаний, умений и навыков, характеризующих определенный уровень формирования целевых компетенций. Так задачами в области теоретической деятельности выпускников служат:

• изучение элементов теории конечных автоматов;

• изучение начальных языков описания цифровых автоматов;

• изучение автоматных языков описания цифровых автоматов;

• изучение основных этапов абстрактного и структурного синтеза конечных автоматов;

• освоения классических методов синтеза по заданному автоматному отображению конечного автомата в заданном структурном базисе;

• изучение элементов теории формальных грамматик;

• изучение методов построения генераторов и акцепторов формальных языков;

• изучение принципов построения комбинационных схем и цифровых управляющих автоматов;

• изучение принципов сопряжение аппаратных средств ЭВМ;

• изучение различных способов реализации функций управляющих автоматов.

В результате изучения дисциплины студент должен получить знания в области:

• теории конечных автоматов, как моделей информационных систем;

• абстрактного и структурного синтеза конечных автоматов;

• синтеза по заданному автоматному отображению конечного автомата в заданном структурном базисе;

• теории формальных грамматик и её использования для построения генераторов и акцепторов формальных языков.

• методов перехода от содержательной формулировки задачи к ее математической постановке в терминах теории автоматов;

• построения комбинационных схем и цифровых управляющих автоматов.

В результате изучения дисциплины студент должен уметь:

• использовать методы синтеза цифровых автоматов для построения технических устройств ЭВМ.

• используя элементы теории формальных грамматик разрабатывать генераторы и распознаватели формальных языков.

• используя описания конечных автоматов, как моделей информационных систем, перейти от содержательной формулировки задачи к ее математической постановке в терминах теории автоматов;

После изучения дисциплины студент должен получить следующие навыки практической профессиональной деятельности:

• использования основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применения методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования к теории конечных автоматов;

• использование навыков работы с компьютером как средством синтеза и исследования генераторов и акцепторов формальных языков;

• разработки моделей компонентов теории формальных грамматик, включая модели абстрактных и структурных конечных автоматов.

• методов перехода от содержательной формулировки задачи к ее математической постановке в терминах теории автоматов; описания автоматов с помощью регулярных выражений алгебры событий, ГСА, ЛСА, МСА, таблиц переходов и выходов и т.п.; преобразования и объединения автоматов;

• проектирования сложных цифровых устройств, как композиции операционного и управляющего автоматов, и исследования подобных устройств.

Краткий исторический обзор.