Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичні вказівки до виконання розрахункової р...doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
14.08.2019
Размер:
329.22 Кб
Скачать

Міністерство освіти і науки україни

Львівський державний інститут новітніх технологій та управління

Факультет інформаційних технологій Методичні вказівки для виконання розрахункової роботи

з дисципліни Прикладна теорія цифрових автоматів

для студентів напрямів 6.0915 “Комп’ютерна інженерія”

Затверджено

на засіданні каф.КСМ

Протокол № 1 від 29.08.2008 р.

Львів – 2008

Методичні вказівки для виконання розрахункової роботи з дисциплін “Прикладна теорія цифрових автоматів” для студентів напрямів 6.0915 “Комп’ютерна інженерія” і 6.0804 “Комп’ютерні науки”/ Укл.: Бардила Т.І., – Львів: Видавництво Західноукраїнського інституту інформаційних технологій та управління, 2004. – 10 ст.

Укладач:

Бардила Тадей Ілліч, канд. техн. наук, доцент

Відповідальний за випуск:

__________________________

Рецензенти: ст.викладач Колосов Володимир Романович

В С Т У П

В розрахунковій роботі розглядаються основні питання аналізу і синтезу цифрових автоматів.

Об’єктом дослідження є автомати, що використовуються в побуті і виробництві.

Метою роботи є формалізація завдання, кодування станів, синтез комбінаційної схеми, вибір пам”яті станів і розробка схеми автомата.

Вимоги: Звіт роботи оформляється чорнилом на стандартних листках формату А4. Кожний розділ звіту супроводжується описом методики дослідження, результатами обчислень і висновками. Рисунки можна виконувати олівцем на листках в клітку або мілімітровці. Дозволяється комп’ютерний роздрук тексту і рисунків. В роботі приводиться список використаної літератури з посиланням на неї в звіті.

Зміст завдання

1. Формалізація завдання

2. Кодування станів.

3. Синтез комбінаційної схеми.

4. Вибір пам”яті станів.

5. Розробка схеми автомата.

Методика дослідження приводиться на прикладі автомата відкривання дверей за кодом. Вона може бути прикладом оформлення звіту по роботі. В додатку приводиться форма титульної сторінки звіту.

Автомати теоретична частина

1.Узагальнена схема автомата

Автоматами називають схеми, виходи яких залежать не тільки від значень входів в даний час, але й від комбінацій значень входів в певні попередні моменти часу. Автомат в деякому розумінні пам’ятає попередні дії на відміну від комбінаційної схеми (КС), вихід якої визначається лише значеннями входів в теперішньому часі (звичайно, після закінчення перехідних процесів). Автомат має пам’ять, КС пам’яті немає. Інколи КС трактують як елементарний автомат – автомат без пам’яті, але це неоправдане ускладнення термінології.

Тим чи іншим вмістом пам’яті автомата визначається внутрішній стан автомата, або просто стан. Зовнішні прояви різних станів – це різноманітні реакції автомату на одну й ту ж дію. Подібно як і ми, знаходячись в різноманітних станах, або посміхаємося, або ображаємося на один і той самий жарт.

Узагальнена структурна схема цифрового автомату показана на рис. 1.

Рис.1. Структура абстрактного автомата - комбінаційна схема КС і пам”ять П

Вихідний код , що виробляється КС, є функція не тільки вхідного коду , а й коду стану , який зберігається в пам”ті регістра станів . Чим більша його ємність, тим багатший буде спектр поведінки автомата, ширша різноманітність його реакцій на одну й ту ж вхідну дію і повніше буде врахування попереднього стану. Новий стан , в який переходить автомат після наступної вхідної дії, тобто новий код стану , задається кодом переходу . Код , так само як і вихідний код , є функцією вхідних сигналів і станом автомата безпосередньо перед його переходом в новий стан.

Формально, за визначенням автомату підходить будь-який цифровий пристрій, що має хоча б один тригер. Окремий тригер, регістр, лічильник будь-якого типу, ціла ЕОМ – це все автомати. Однак розгляд тригера або регістру з позиції теорії автоматів сьогодні має скорше академічний інтерес. Практично схемотехніки користуються типовими відпрацьованими схемами RS-, D-, JK-тригерів, лічильників, регістрів і т.п. Про синтез автоматів починають говорити, коли потрібно

розробити схему цифрового блоку з пам’ятю, закон роботи якого, з одної сторони, не є очевидно простим, тобто він не відтворюється яким-небудь стандартним вузлом - типу тригером, лічильником чи мультиплексором на виході. Але при цьому, з іншої сторони, закон поведінки проєктованого блоку ще не дуже складний. Під цим розуміється ситуація, коли всі робочі комбінації входів, положень, вихідних сигналів якось ще можна відобразити у вигляді наглядних списків і таблиць, з якими реально можна працювати. Незважаючи на розпливчатість цього визначення, саме фактор наглядності має тут вирішальне значення. Якщо складність пристрою виходить за рамки наглядності, то його вже не проектують як окремий автомат. Об”єкт або розбивають на систему окремих автоматів, або частіше, використовують загальноприйняту структуру процесора, універсального настроюваного автомата, а якщо є можливість, то готовий мікропроцесор. Розгляд з позиції теорії синтезу автоматичних пристроїв, складність яких рівноцінна складністі хоча б простішого мікропроцесора, також носить або академічний або методологічний характер. Побудувати цілий мікропроцесор по методиці синтезу автоматів практично неможливо за великої багатоваріантності.

Задачу синтезу автомата середньої складності зручно розбити на три частини: формалізація завдання, кодування станів автомата, синтез комбінаційної схеми. Ці частини не повністю автономні, і робота над одною з них зазвичай потребує корекції результатів двох інших [ 1].