Вопрос 1. Предмет та.

Автомат – объект (идеальный, материальный или более конкретно – устройство), осуществляющий переработку информации.

Изучение способов преобразования информации является предметом теории автоматов в широком смысле.

Теория автоматов является частью кибернетики, как науки о способах хранения, восприятия, передачи и переработки информации в машинах и живых организмах.

Теория автоматов использует различные математические модели. Наиболее общие из них изучают абстрактная теория автоматов и алгебраическая ТА.

С точки зрения абстрактной ТА автомат представляет собой совокупность множеств и отображений. Например, автомат может задаваться как шестерка объектов:

А = <X, Y, Q, q0, , >

где:

- X – множество входных символов автомата

- Y – множество выходных символов автомата

- Q – множество состояний автомата

- q0 – начальные состояния автомата

-  – функция перехода : Q x X  Q

-  – функция выхода : Q x X  Y

Автоматные преобразования: выходные слова автомата зависят не только от выходных слов состояний, но и от значений слов в предыдущем состоянии.

Математический автомат рассматривается иногда как алгебра, при этом выделяется множество состояний автомата и операции над этим множеством.

Технический автомат – физическое устройство, для которого важно не только поведение или закон функционирования, но и его внутренняя структура, получение этой структуры, поэтому в технике рассматривают структурную теорию автомата, предметом которой является изучение структуры автомата, анализ и синтез схем автомата с заданными свойствами.

Можно выделить следующие виды Теорий Автоматов:

• Абстрактные ТА (математические)

• Структурные ТА (технические)

• Общие ТА

• Прикладные ТА

ПТЦА – дискретный автомат – устройство, выполняющее преобразование цифровой информации по заданному алгоритму.

ТТ – автомат – устройство, выполняющее преобразование (распознавание) входных слов (текста)

Вопрос 2. Классификация автоматов

1. По закону функционирования

• Автоматы 1-го рода или автоматы Мили (Mealy)

• Автоматы 2-го рода, частный случай – Автоматы Мура (Moor)

2. По конечности процессов X, V, Q

• конечные

• бесконечные

3. По количеству состояний и объему памяти состояний

• с памятью

• без памяти

4. По степени раскрытия структуры

• абстрактные

• структурные

5. По полноте использования переходов

• полностью определенные

• частично определенные

6. По детерминированности

• детерминированные (вероятностные)

• недетерминированные

В недетерминированных Автоматах из данного состояния при данном входном слове Автомат может переходить во множество состояний, а не в конкретное.

7. По варианту синхронизации

• синхронные

• асинхронные

8. По виду выходной информации

• распознаватели (на входе Да или Нет)

• преобразователи

9. По классу распознаваемых языков

• конечные

• магазинные

• линейно ограниченные

• машины Тьюринга

Вопрос 3. Приложения та

Приложение (применение) ТА

В Вычислительной Технике:

• проектирование систем логического управления

• проектирование арифметических устройств

• построение трансляторов, компиляторов

• обработка и распознавание текста;

• Проектирование встроенных систем логического управления (ALU, процессоров)

• Обработка (распознавание) текста.

• Компиляторы и трансляторы.

• Теория алгоритмов, исследование применимости и эффективности применения ЭВМ для решаемой задачи.

• Программное обеспечение для разработки и моделирования цифровых схем.

• Спецификация и верификация систем взаимодействующих процессов (протоколы обмена, параллельное программирование и т.д.)

• Документирование, разработка и моделирование объектно­–ориентированных систем и вообще – сложных технических систем.

• Программирование – применение автоматных моделей для улучшения структуры (архитектуры) программ (шаблоны проектирования).

Теория алгоритмов:

• исследование применимости ЭВМ при решении определенных задач

• П/О для проектирования цифровых сетей

Новое использование Теории Автоматов:

• Спецификация и классификация взаимодействующих процессов (протоколы обмена, параллельное программирование);

• Документирование, разработка и моделирование сложных технических систем;

• Применение автоматных моделей для изучения функционирования программ, при создании ПО и т.д.