
zm / Лекция_Моделирование Мат.схемы ИМ
.pdf
Конечный автомат задается -схемой:
=< , , , , , 0 >,
где– конечное множество входных сигналов
– конечное множество выходных сигналов
– конечное множество внутренних состояний
0, 0 – начальное состояние ( , ) – функция переходов ( , ) – функция выходов
22

Автомат, задаваемый F-схемой функционирует в дискретном времени, моментами которого являются такты (примыкающие друг к другу равные интервалы времени), каждому из которых соответствуют постоянные значения входного и выходного сигналов и внутренние состояния.
Работа конечного автомата происходит по следующей схеме:
в каждом t-м такте на вход автомата, находящегося в состоянии z(t), подается некоторый сигнал x(t), на который он реагирует переходом в (t +1)-м такте в новое состояние z(t +1) и выдачей некоторого выходного сигнала.
23

Например, автомат первого рода (автомат Мили) описывается следующим образом:
( + 1) = , ( ), ( )-, = 0, 1, 2, … ;( ) = , ( ), ( )-, = 0, 1, 2, … ;
Автомат, для которого функция выходов не зависит от входной переменной x(t), называется автоматом Мура:
( ) = , ( )-, = 0, 1, 2, …
24

Чтобы задать конечный F-автомат конкретного вида, необходимо описать все элементы множеств и задать оператор переходов и выходов .
Способы задания работы F-автомата:
•табличный
•графический.
25

ТАБЛИЧНЫЙ СПОСОБ
Таблицы переходов и выходов автомата Мили
Xi |
|
|
zk |
|
|
z0 |
z1 |
|
… |
zk |
|
|
|
||||
|
|
Переходы |
|
|
|
x1 |
(z0, x1) |
(z1, x1) |
|
… |
(zk, x1) |
x2 |
(z0, x2) |
(z1, x2) |
|
… |
(zk, x2) |
… |
… |
… |
|
… |
… |
xi |
(z0, xi) |
(z1, xi) |
|
… |
(zk, xi) |
|
|
Выходы |
|
|
|
x1 |
(z0, x1) |
(z1, x1) |
|
… |
(zk, x1) |
x2 |
(z0, x2) |
(z1, x2 ) |
|
… |
(zk, x2) |
… |
… |
… |
|
… |
… |
xi |
(z0, xi) |
(z1, xi) |
|
… |
(zk, xi) |
27

ГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ
При графическом способе задания конечного автомата используется понятие направленного графа.
Граф автомата представляет собой набор вершин, соответствующим различным состояниям автомата и соединяющих вершины дуг графа, соответствующих тем или иным переходам автомата.
28

Пример. Описание автомата Мили F1: Табличный способ:
xi |
|
zk |
|
|
z0 |
z1 |
z2 |
||
|
||||
|
|
Переходы |
Графический способ |
|
x1 |
z2 |
z0 |
||
z0 |
||||
x2 |
z0 |
z2 |
z1 |
|
|
|
Графы автоматов Мили F1 (а) и М |
||
|
|
Выходы |
|
|
x1 |
y1 |
y1 |
y2 |
|
x2 |
a) y1 |
y2 |
б) y1 |
х2 |
у1 |
у1 |
Графический: |
|
z0 |
|
|
|
||
z0 |
у3 |
|
|
|
х2 |
х2 |
|
|
z4 |
|
|
|
1 |
х2 |
|
|
|
||
|
|
х1 х1 |
|
z1 |
z2 |
х1 |
|
z3 |
|||
y1 x2 |
|
||
у2 |
у3 |
||
|
|||
|
|
29 |

Пример. Описание автомата Мура F2
Табличный способ:
Y
xi |
Графический способ 3 |
2 |
||
y |
y |
y |
y |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
z0 |
z1 |
z2 |
z3 |
Графы автоматовx1 z1 Мили
|
x2 |
z3 |
|
|
|
б) |
|
х2 |
у1 |
|
|
|
Графический: |
||
|
z0 |
у3 |
|
у1 |
x1 |
|
|
|
у2 |
z4 |
|
x1 |
x1 у1 |
||
|
|||
x2 |
y2 |
|
|
1 |
z2 |
|
|
|
|
||
y1 |
x2 |
у2 |
|
|
|
z4 |
|
z4 |
z2 |
F1 (а) и Мура F2 (б) |
|||
z1 |
|
z1 |
z0 |
|
у1 |
|
|
|
z0 |
х1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
х1 |
z1 |
|
|
|
х2 |
х2
z3 |
z2 |
у3
y3 z4 z2
z0
30

ДИСКРЕТНО-СТОХАСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ (Р-СХЕМЫ)
Вобщем виде вероятностный автомат Р-схему
(англ. probabijistic automat) определяют как дискретный потактный преобразователь информации с памятью, функционирование которого в каждом такте зависит только от состояния памяти в нем и может быть описано статистически.
Для такого автомата характерно задание таблицы вероятностей перехода автомата в некоторое состояние и появления некоторого выходного сигнала в зависимости от текущего состояния и входного сигнала.
32

P-автомат задается четверкой
P = <Z, X, Y, B>,
где X = {x1, …, xi} – множество входных воздействий Y = {y1, …, yj} – множество выходных реакций
Z = {z1, …, zk} – множество состояний
B – множество таблиц, в которых заданы условные вероятности переходов.
33