Поняття цифрового абстрактного автомата

АЛП функціонує на основі мікропрограмного керування. Кожна машинна операція розділяється на послідовність елементарних дій, які реалізуються в тактах. Елементарне функціональне обчислення, яке виконується в одному машинному такті, називається мікрооперацією. Кожна мікрооперація ініціюється відповідним керуючим сигналом. Сукупність мікрооперацій які виконуються в одному такті, називається мікрокомандою.

В математичних моделях операційний пристрій АЛП подається операційним автоматом, а керуючий пристрій - керуючим автоматом.

Операційний автомат (ОА) приймає по входу А операнди, по входу Y – керуючі сигнали {} передає на вихід Z результати операції і формує множину значень логічних умов {}.

Керуючий автомат (КА) приймає по входу Х логічні умови {} і залежно від їхніх значень та коду операції по входу F формує послідовність керуючих сигналів {}.

Термін «автомат» використовують двояко. У техніці з цим поняттям пов’язують деякий пристрій, який здатний виконувати визначені функції без втручання людини або за її обмеженою участю. У другому, широкому аспекті, автомат – математична модель, яка відображає фізичні або абстрактні явища найрізноманітнішої природи. Універсальність теорії автоматів дозволяє розглядати з єдиного погляду різні об’єкти, встановити зв’язки та аналогії між ними, переносити результати досліджень з однієї області в іншу. Узагальненим прикладом ЦА є комп’ютер, який здійснює приймання, зберігання і перетворення дискретної інформації за заданими алгоритмами.

Загальна теорія автоматів поділяється на абстрактну і структурну. Абстрактна теорія вивчає поведінку автомата відносно зовнішнього середовища і не розглядає способів його побудови. Структурна теорія автоматів вивчає способи побудови логічних схем автоматів на основі алгоритму, заданого на абстрактному рівні.

Абстрактний автомат як систему задають впорядкованою сукупністю шести об’єктів {X, Y, Z, δ, λ, }, де:

Х = {, , …, } – множина вхідних сигналів;

Y = {, , …, } – множина вихідних сигналів;

Z = {, , …, } – множина внутрішніх станів, що визначаються пам’яттю автомата;

δ – функція переходів, яка задає відображення множини X*Z→Z;

λ - функція виходів, яка задає відображення множини X*Z→Y або Z→Y;

- початковий стан автомата.

Автомат працює в дискретному часі й перехід із стану в стан здійснюється миттєво. За способом введення дискретного часу автомати поділяються на синхронні і асинхронні. У синхронних автоматах дискретний час задають генератором синхросигналів, а в асинхронних автоматах моменти переходу з одного стану в інший попередньо не визначені і залежать від деяких подій.

За способом формування вихідних сигналів розрізняють автомати Мілі, Мура і С-автомати. Функція переходів усіх автоматів однакова і записується у вигляді:

Z(t) = δ[x(t), z(t-1)]

Функції виходів задають вирази:

Y(t) = λ[X(t), z(t-1)] – для автоматів Мілі;

Y(t) = λ[z(t)] – для автоматів Мура;

С-автомат об’єднує властивості автоматів Мілі та Мура.

Абстрактні автомати Мілі та Мура характеризуються одно канальними входами і виходами.

Автомат з одним внутрішнім станом називається автоматом без пам’яті або комбінаційною схемою.

Дата добавления: 2014-01-11