Порядок виконання практичної роботи.

1. Ознайомитись з теоретичними відомостями.

2. Для комбінаційної схеми з додатку А, згідно варіанта побудувати:

   • булеву функцію;

   • таблицю істинності;

   • табличне представлення схеми за допомогою "примітивних" кубів;

   • повне бінарне дерево рішень;

   • скоротити отримане дерево.

3. Для послідовної схеми з додатку А, згідно варіанту побудувати:

   • таблицю істинності скінченого автомата, що відповідає схемі;

   • побудувати граф виходів-переходів для скінченого автомата.

4. Проаналізувати отримані результати та зробити висновки про зручність представлення схем відповідним чином.

Питання для самоконтролю.

1. Які існують рівні та області моделювання?

2. В чому полягає суть функційного підходу до моделювання?

3. Яким чином проводять моделювання цифрових схем послідовного характеру?

4. Типи скінченнях автоматів.

5. Чим відрізняється табличне представлення автомата Мілі та Мура?

6. Які основні типи функційних моделей комбінаційних пристроїв?

7. Яким чином визначається значення булевої функції за бінарною діаграмою рішень?

8. Яким чином будується повне двійкове дерево?

9. За якими ознаками проводиться скорочення повного бінарного дерева?

Практична робота №2

Моделі цифрових пристроїв. Структурно-логічні моделі.

Мета: Ознайомитись з основними типами структурно-логічних моделей дискретних цифрових пристроїв. Навчитися будувати представлення комбінаційних схем у вигляді мереж Петрі, графічний опис схеми та текстовий опис.

Теоретичні відомості

Структурне моделювання

Інформації про логіку функціювання цифрових пристроїв, що її надають функційно-логічні моделі недостатньо для вирішення проблем генерації тестів та моделювання. При розробці алгоритмів генерації тестів та моделювання частіше використовують структурні або структурно-логічні моделі цифрових пристроїв, що відображують, крім логіки функціювання, зв‘язки між компонентами і зовнішнім середовищем. В якості структурної моделі цифрового пристрою, як правило, використовується вірна логічна мережа. Логічна мережа або схема – це орієнтований граф, вершинами якого є логічні елементи, входи, виходи та вузли розмежування. Напрямлені дуги графа відображають з‘єднання мережі. Вірна логічна мережа – це мережа, у якій виходи ніяких двох елементів не з‘єднані разом та кожна з функції, що реалізована на виходах цифрового пристрою, може бути представлена як функція виходу скінченого автомата. Основу мережі складають елементи двох типів: елементи функціювання яких описується булевими функціями та елементи пам‘яті, функціювання яких описується моделлю скінченого автомата.

Представлення комбінаційних схем мережами Петрі

Останнім часом при моделюванні різних цифрових пристроїв застосовуються мережі Петрі. Цифровий пристрій, що складається з безлічі відносно незалежних між собою і конструктивно закінчених компонентів, є дуже зручним для опису мережею Петрі. Велике значення має той факт, що теорія мереж Петрі, на відміну від теорії скінчкнних автоматів, допускає існування конфліктів і паралелізму.

Мережею Петрі називають набір , де - множина позицій; - множина переходів; - відношення інцидентності; - початкове маркування мережі.

Кожному переходу відповідає деяка множина і вхідних і вихідних позицій.

Як правило, підхід до опису процесів у цифрових пристроях за допомогою мереж Петрі базується на двох головних поняттях: події та умови. Події виражають дії, що відбуваються в модельованій системі. Деяка послідовність дій визначається множиною зовнішніх впливів і внутрішнім станом об'єкта, що моделюється. Дана множина у свою чергу описується множиною умов. Умова може приймати значення логічної «1» чи логічного «0». У мережі Петрі умови представляються позиціями, а події - переходами. Такий підхід до моделювання вузлів цифрових пристроїв має ряд недоліків.

Розглянемо логічний елемент «3ТА-НІ» (рис.2.1, а) і мережу Петрі, що моделює його функціонування (рис.2.1, б).

а) б)

Рис. 2.1 Елемент і відповідна йому мережа Петрі: а) схема елемента