Все Лекции
.pdf
Автоматное программирование
•Три основных преимущества автоматного подхода в программировании:
•Декомпозиция.
•Взгляд на процессы не как на последовательность
шагов, а как на совокупность всех возможных шагов.
•Математика.
20
Основные структуры автоматного программирования
•Действия в автоматном программировании глобальны, а условия локальны.
•Проверка условия не изменяет состояния всей системы, ни одного из ее параметров или характеристик, она лишь переводит саму программу в то или иное состояние.
21
Основные структуры автоматного программирования
•Таблицы переходов концептуально противоречат такому фундаментальному понятию программирования, как присваивание.
22
Основные структуры автоматного программирования
•Для автоматного программирования характерно использование конструкций «go to», «case…switch» и т.п
23
Основные структуры автоматного программирования
•Структура информационного пространства при автоматном программировании соответствует структуре систем с развитой модульностью.
•В системах, построенных по принципам модульности:
•есть понятия, предоставляемые для пользования другими модулями,
•есть модули, которые автоматически получают доступ ко всем понятиям дружественного модуля,
•и есть интерфейсы между модулями.
24
Основные структуры автоматного программирования
•Первая модель автоматного программирования – блок-схемы алгоритмов.
•Блок-схемы были основным средством планирования разработки программ и их документирования.
Основные структуры автоматного программирования
Узлы блок-схемы делятся на пять типов:
•начальная вершина, в которую нет входов и где производится инициализация переменных либо состояния вычислительной системы;
•действия, при которых исполняется вызов процедуры либо оператор и после которых автомат однозначно переходит в следующее состояние;
•распознаватели, проверяющие значение переменной либо предиката и затем передающие управление по разным адресам;
•соединения, в которые имеется несколько входов и один выход;
•выход, попав в который, программа заканчивает работу.
26
Основные структуры автоматного программирования
•В блок-схеме произвольной формы трудно проследить, как будет изменяться значение переменной, какие существуют зависимости между данными переменными, и т. п.
Программируемые логические интегральные схемы
•Типичная логическая схема в графическом представлении содержит на странице фрагмент, эквивалентный порядку 200 вентилей.
•Соответственно, схема СБИС на 10 тыс. вентилей будет объемом в 50 страниц.
•Альтернативой рисования детализированных схем из низкоуровневых элементов являются языки описания аппаратуры высокого уровня.
•Собирательно языки этого класса называют языками HDL (Hardware Description Language).
28
Язык VHDL
• На языке VHDL можно создавать свои элементы, описывая их порты и поведение.
• Например, мультиплексор:
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; entity mux_2to1_top is
Port ( SEL : in STD_LOGIC;
A : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0); B : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0); X : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0));
end mux_2to1_top;
architecture Behavioral of mux_2to1_top is begin
X <= A when (SEL = '1') else B;
end Behavioral; |
29 |
|