- •Министерство общего и профессионального образования
- •1. Общие сведения об автоматах
- •1.1. Основные определения. Обозначения. Изображения
- •Способы описания и построения автоматов
- •1.3. Об операциях над автоматами, о законах и тождествах алгебры автоматов
- •1.4. Цифровые автоматы 1-го и 2-го рода, автоматы Мили и Мура
- •1.5. Классификация автоматов
- •1.6. Свойства и характеристики автоматов
- •Автоматы, выполняющие роль "0" и
- •1.8. Равенство, равносильность, эквивалентность, изоморфизм
- •1.9. Автоматные грамотность и культура
- •1.10. Значение теории автоматов в науке, технике и обществе
- •1.11. Краткая историческая справка о зарождении и развитии автоматов. Виды теорий автоматов
- •2. Способы задания (описания) цифровых автоматов
- •2.1. Начальные языки
- •2.1.1. Графическая схема алгоритма
- •2.1.2. Матричная схема алгоритма
- •2.1.3. Функциональная микропрограмма
- •2.1.4. Система формул переходов
- •2.2. Автоматные языки
- •2.2.1. Таблицы переходов, выходов
- •2.2.2. Матрицы переходов, выходов
- •2.2.3. Графы автоматов
- •3. Операции над цифровыми автоматами
- •3.1. Операции декомпозиции
- •3.1.1.Разбиение. Покрытие
- •3.1.2. Проверка разбиения, покрытия
- •3.2. Операции композиции
- •3.2.1. Последовательное соединение
- •3.2.2. Параллельное соединение
- •3.2.3. Соединение с обратной связью
- •3.3.Алгебраические операции
- •3.3.1.Объединение частей автомата
- •3.3.2. Настраиваемое объединение
- •3.3.3. Пересечение автоматов
- •3.3.4. Вычитание
- •3.3.5. Симметрическая разность
- •3.3.6. Дополнение
- •3.4.1.Проверка отношения
- •3.4.2. Проверка равенства
- •3.5. Операции упрощения цифрового автомата
- •3.5.1. Упрощение автомата за счет упрощения алгоритма
- •3.5.2. Упрощение цифрового автомата за счет тождеств
- •4. Законы и тождества алгебры автоматов
- •4.2. Тождества
- •5. Вопросы синтеза и анализа логических схем
- •5.1. Синтез логических схем
- •5.1.1. Синтез схем с одним выходом с оптимальным доопределением
- •Даются как без инверсии, так и с инверсией. Количество входов при этом удваивается. Однако число входов указывается без удвоения. Рассматриваемый дешифратор – это дешифратор на 4 входа, хотя их – 8.
- •5.1.3. Синтез схем с двумя выходами с сильной степенью связи
- •5.2. Анализ логических схем
- •5.2.1. Анализ логических схем с одним выходом
- •5.2.2. Анализ логических схем с двумя выходами
- •6.2. Операционные автоматы
- •6.3. Управляющие автоматы
- •6.3.1. Управляющие автоматы с жесткой логикой
- •6.3.2. Управляющие автоматы с программируемой логикой
- •6.4. Синтез управляющего автомата с жёсткой логикой
- •6.4.1. Этапы синтеза
- •6.4.1.1. Задание условий работы автомата
- •6.4.1.2. Отметки граф – схемы алгоритма
- •6.4.1.3. Графы автоматов
- •6.4.1.4. Cинтез запоминающей части
- •6.4.1.5. Синтез выходной части
- •6.4.1.6. Синтез входной части
- •7. Контроль и диагностирование работы цифровых автоматов
- •7.1. Контроль логических операций
- •7.2. Контроль арифметических операций
- •7.3. Контроль и диагностирование передач информации
- •8. Программное обеспечение преобразования цифровых автоматов
- •8.1. Подпрограммы алгебраических операций
- •8.1.1. Подпрограмма настраиваемого объединения
- •8.1.2. Подпрограмма операции пересечения
- •8.1.3. Подпрограмма операции вычитания
- •8.1.4. Подпрограмма операции симметрической разности
- •8.1.5. Подпрограмма операции дополнения
- •8.2. Подпрограммы операций проверки отношения
- •8.2.1.Подпрограмма проверки отношения
- •8.2.2. Подпрограмма проверки равенства
- •8.3.7. Подпрограмма 'закачки' мсар1 в неоднородную мса
- •Заключение
- •Приложение 1. Подпрограммы реализации операций
- •Приложение 2. Контрольные вопросы курса
- •Содержание
- •Александр Васильевич Триханов
- •Учебное пособие
3.1.2. Проверка разбиения, покрытия
Указанные выше условия определения разбиения (покрытия) можно использовать тогда, когда предложена система, претендующая на разбиение (покрытие).
Если разбиение автомата выполнено и получены области отправления, прибытия, то пересечение любой пары подавтоматов легко проверить через пересечения областей.
Естественно, что в том случае первое из указанных выше условий определения проверять не следует, так как разбиение дает подавтоматы.
После разбиения второе условие также нет необходимости проверять, так как алгоритм разбиения гарантирует соблюдение указанного выше условия.
Операция проверки покрытия автомата отличается от операции проверки разбиения автомата по третьему условию определения. В данном случае пересечение хотя бы одной пары подавтоматов не является пустым, т.е. ЦААI /\ ЦААJ = ЦА0 при I J.
3.2. Операции композиции
К операциям композиции относятся известные три соединения: первое - последовательное (рис.20), второе – параллельное (рис.21) соединения, третье – соединение с обратной связью (рис.22).
Исходные автоматы - это автоматы ЦАS1, ЦАS2, а результирующий – автомат ЦАS.

Рис. 20
Располагая совмещенными таблицами переходов, выходов исходных цифровых автоматов S1 (табл. 18) и S2 (табл. 19), нужно при старте из любого предыдущего состояния определить новое состояние и выходной сигнал соединения.

Рис. 21 Рис. 22
Последовательное соединение (ПОС), параллельное соединение (ПАС) будут рассмотрены для автоматов Мили. Совмещенные таблицы переходов и выходов для ЦАS1, ЦАS2 представлены в табл.18, 19 соответственно.
Таблица 18 Таблица 19
СТП и В ЦАS1 СТП и В ЦАS2
|
|
s11 |
s12 |
s13 |
|
|
s21 |
s22 |
|
|
s11 y11 |
s12 y12 |
s13 y12 |
|
х21
|
s21 y21 |
s22 y22 |
|
|
s13 y11 |
s13 y11 |
s12 y11 |
|
х22
|
s22 y22 |
s21 y21 |
Для соединения с обратной связью используются свои таблицы (табл. 20, 21). Дело в том, что в обратной связи должен стоять ЦА Мура.
Таблица 20 Таблица 21
СТП и В 1-го ЦА ОТП 2-го ЦА
|
|
s11 |
s12 |
s13 |
|
|
s21/y21 |
s22/y22 |
|
|
s13 y11 |
s12 y12 |
s13 y11 |
|
х21 |
s21 |
s22 |
|
|
s12 y13 |
s11 y11 |
s11 y12 |
|
х22 |
s22 |
s22 |
|
|
|
|
|
|
х23 |
s21 |
s21 |
Работа преобразователей и отражена в табл. 22, 23.
Таблица 22 Таблица 23
|
|
y11 |
y12 |
|
|
|
|
|
|
y21 |
y1 |
y2 |
|
y21 |
|
|
|
|
y22 |
y2 |
y3 |
|
y22 |
|
|
|
В табл. 24 даны пары состояний ЦАS1 и ЦАS2, соответствующие состояниям итогового автомата.
Таблица 24
Кодирование состояний итогового автомата
на основе состояний исходных автоматов


|
|
s11 s21 |
s2 |
s11 s22 |
s3 |
s12 s21 |
s4 |
s12 s22 |
s5 |
s13 s21 |
s6 |
s13 s22 |
Кодировку в данной таблице следует понимать так, что итоговое cос-тояние с одним индексом соответствует правее расположенной паре cосто-яний с двумя индексами. Приходится определять и новое состояние итого-вого автомата после получения новых состояний исходных автоматов, в этом случае паре состояний будет соответствовать левее расположенное итоговое состояние.





х11



х12








s1