- •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
3.3.3. Пересечение автоматов
Операция пересечения автоматов предназначена для получения результирующего автомата, включающего в себя общие части автоматов А и В.
Операцию пересечения автоматов А и В можно записать следующим образом:
ЦАС= ЦАА /\ ЦАВ.
Ниже для всех оставшихся алгебраических операций будут использоваться автоматы, представленные в табл. 28 и 29
Для данной операции:
SC = SA /\ SB,
XC = XA /\ XB,
YС = YA /\ YB.
Становятся известными элементы матрицы С (табл. 31).
Таблица 31
Пересечение
|
ВС |
s1 |
s2 |
s3 |
s4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
s3/y3 |
s1/y1 |
|
|
|
|
s1/y1 |
s3/y3 |
|
|
3.3.4. Вычитание
Операция вычитания автоматов преследует цель получения результирующего автомата, состоящего из элементов первого автомата, которых нет во втором автомате.
Данную операцию можно записать так:
ЦАС = ЦАА \ ЦАВ (прямая разность),
ЦАD = ЦАВ \ ЦАА (обратная разность).
Для разностей имеет место:
SC < SA,
XC < XA,
YC < YX ( прямая разность),
SD < SB,
XD < XB,
YD < YB (обратная разность).
ЦА прямой разности (табл.32) будет представлять 1-й ЦА с удалением общих переходов. Естественно, что и выходной сигнал, даже если он не является общим, должен быть удалён.
ЦА обратной разности (табл.33) будет являться частью второго автомата, полученной при удалении из него общих переходов и выходных сигналов.
Таблица 32
Прямая разность
|
ВС |
s1 |
s2 |
s3 |
s4 |
|
x1
|
s2/- |
s3/- |
s1/y4 |
s2/y2 |
|
|
|
|
s2/y1 |
s3/y2 |
|
|
|
|
s3/y2 |
s1/y3 |
Таблица 33
Обратная разность
|
ВС |
s1 |
s2 |
s3 |
s4 |
|
x1 |
s4/y2 |
s1/y1 |
s4/y4 |
s3/y3
|
|
x2
|
- |
- |
s1/y4
|
s1/y4 |
|
x3 |
- |
- |
s2/y3
|
s2/y2 |
3.3.5. Симметрическая разность
Симметрическая разность преследует цель получения автомата, являющегося настраиваемым объединением автоматов без общих элементов.
Данную операцию можно записать так:
ЦАС=ЦАА Q ЦАВ.
Симметрическая разность должна быть получена при объединении прямой и обратной разностей.
3.3.6. Дополнение
Операция
дополнения одного автомата до другого
автомата преследует цель получения
автомата, состоящего из элементов
другого автомата, которых нет в первом
автомате. Следовательно, эта операция
сводится к операции вычитания.![]()
Для алгебры автоматов в качестве другого должен быть полный автомат.
Таким автоматом может быть настраиваемое объединение исходных автома-
тов.
Операции проверки отношения
В алгебре автоматов возможны пять отношений между двумя автоматами:
ЦАА < ЦАВ,
ЦАА > ЦАВ,
ЦАА = ЦАВ,
ЦАА /\ ЦАВ = ЦА0,
общее отношение.
Первое отношение означает, что ЦАA является подавтоматом ЦАВ , второе - ЦАВ является подавтоматом ЦАА , третье - автомат А равен автомату В.
Четвертое отношение - это отношение типа "Нет общего". В данном случае принято говорить, что у автоматов нет ничего общего.
Пятое отношение означает, что автоматы находятся в общем отношении, следовательно, у автоматов есть как общие, так и индивидуальные элементы.
Это означает, что:
1) ЦАА \ ЦАВ не равно ЦА0,
2) ЦАВ \ ЦАА не равно ЦА0,
3) ЦАА /\ ЦАВ не равно ЦА0.

ПС


x1
x2
x3
ПС
x2
x3
ПС