Рефераты. ПТЦА - Прикладная теория цифровых автоматов

При табличном способе задания автомат Мили описывается с помощью  двух  таблиц.  Одна из них (таблица переходов ) задает функцию d, т.е. a( t +1) = d( a( t ), z( t ))  ( табл.7),  вторая (таблица выходов ) - функцию l, т.е. W( t )=l( a( t ), z( t ))   ( табл. 8 ).

Каждому столбцу из приведенных таблиц поставлено в соответствие одно состояние из множества А,  каждой строке -  один входной  сигнал  из  множества Z.  На пересечении столбца am и строки zf в табл.7 записывается состояние as, в которое должен перейти автомат из состояния am под действием входного сигнала Zf, т.е.  as = d(am, zf).  На пересечении столбца am и строки zf в табл.8 записывается выходной сигнал Wg, выдаваемый автоматом в состоянии  am  при  поступ­лении  на  вход  сигнала  zf,   т.е.  Wg = l( am, zf ).

Для приведенных  таблиц  множества,  образующие  автомат A={a1, a2, a3,a4}, Z={z1, z2}, W={w1, w2, w3, w4, w5}.  Автомат Мили может быть задан одной совмещенной таблицей  переходов и  выходов  (табл.9),  в  которой каждый элемент as / wg записанный на пересечении столбца am  и  строки  zf,  определяется следующим образом:

as=d(am, zf);   wf=l(am, zf).


Автомат Мура задается одной отмеченной таблицей  переходов  (табл.10),  в  которой каждому столбцу приписаны не только состояние am , но еще и выходной сигнал Wg, соответствующий этому состоянию, где Wg=l(am).







 



Для частичных автоматов Мили и Мура в рассмотренных таблицах  на  месте  не определенных состояний и выходных сигналов ставится прочерк.  В таких автоматах выходной  сигнал  на  каком-либо переходе всегда не определен,  если неопределенным является состояние перехода.  Кроме того,  выходной  сигнал  может быть неопределенным и для некоторых существующих переходов.

Для задания С - автоматов также используется табличный метод.  В этом случае таблица переходов (табл.11) аналогична таблице переходов автомата  Мили,  а  в  таблице  выходов  каждое состояние отмечено соответствующим выходным сигналом ui выходного алфавита типа 2 (табл.12)

При графическом способе автомат задается в виде ориентированного графа,  вершины которого соответствуют состояниям, а дуги - переходам между ними. Дуга, направленная из вершины am, задает  переход  в автомате из состояния am в состояние as.  В начале этой дуги записывается входной сигнал ZfÎZ,  вызывающий данный  переход as=d(am,zf).  Для графа автомата Мили выходной сигнал wgÎW, формируемый на переходе, записывается в конце дуги,  а  для  автомата  Мура - рядом с вершиной am, отмеченной состоянием am, в котором он формируется. Если переход в автомате  из  состояния am в состояние as производится под действием нескольких входных сигналов,  то дуге графа, направленной из am в as,  приписываются  все  эти входные и соответствующие выходные сигналы. Граф С- автомата содержит выходные сигналы двух типов и они  обозначаются на графе как на графах соответствующих автоматов.  Графы автоматов, заданных своими таблицами переходов и выходов
(табл. 7¸12)  представлены  на  рисунках  15,16,17.


СВЯЗЬ  МЕЖДУ  МОДЕЛЯМИ  МИЛИ  И  МУРА.

Рассмотрим некоторый  автомат  Мили,  заданный таблицами переходов и выходов.   Таблица переходов а) и выходов б) автомата Мили


Подадим на вход автомата, установленного в состояние а1, входное   слово   x=z1 z2 z2 z1 z2 z2.    Так как  d(а1, z1) = a2, l(a1, z1) = W2,  то  под воздействием входного сигнала z1 автомат перейдет в состояние а2 и выдаст на переходе  выходной  сигнал W2. Затем, находясь в состоянии а2 под воздействием сигнала Z2 перейдет в состояние а1=d(а2, z2) и выдаст сигнал W1=l(a2, z2) и т.д. В табл. 13 приведена последовательность состояний, которые автомат проходит,  воспринимая входное слово x, и выходные сигналы, вырабатываемые на этих переходах.

Назовем выходное  слово w = l (a1, x) реакцией автомата Мили в состоянии а1 на входное слово x.

В нашем случае w = w2 w1 w2 w2 w1 w2

Как видно, из приведенного примера,  в ответ  на  входное слово длины k автомат Мили выдаст последовательность состояний длины k +1 и выходное слово длины k.

В общем  виде поведение автомата Мили,  установленного в состояние am, можно описать следующим образом (табл. 14).


Аналогично можно описать поведение автомата Мура,  находящегося   в   состоянии   a1,   при  приходе  входного  слова

x = Zi1, Zi2, . . . , Zik             ,учитывая,  что       W( t ) = l(a( t )):


Входное слово

Zi1

Zi2

Zi3

Z

Последовательность cостояний

am

ai2 = d (am, Zi1 )

ai3 = d (ai2, Zi2 )

ai4 = d(ai3, Zi3 )

Выходное слово

wi1 = l (am,  Zi1)

wi2 = l (ai2,  Zi2)

wi3 = l (ai3,  Zi3)

wi4 = l (ai4)


 
 










Очевидно, что   для   автомата   Мура   выходной  сигнал Wi1= l(am) в момент времени i1 не зависит от входного  сигнала Zi1 и определяется только состоянием am. Следовательно, сигнал Wi1 никак не связан с входным словом x.

В связи с этим под реакцией автомата Мура, установленного в состояние am,  на входное слово  x = Zi1, Zi2, . . . , Zik  будем понимать  выходное  слово  той  же длины w = l(am, x) = Wi2 Wi3 ...Wik+1, сдвинутое по отношению к x на один такт.

Рассмотрим пример. Пусть задан автомат Мура:

Подадим на вход этого автомата ту  же последовательность, что и для автомата Мили:           x=z1 z2 z2 z1 z2 z2.  Последовательность смены состояний и вырабатываемых выходных сигналов представлена в таблице:

 

w1

w2

w3

w4

 

a1

a2

a3

a4

z1

a2

a3

a4

a4

z1

a4

a1

a1

a1


   










Сравнивая реакции   автомата  Мили  (табл. 13)  и  автомата  Мура (табл.15), отмечаем,  что эти реакции на одно и то  же  слово  x совпадают. Следовательно  автоматы  Мили и Мура реализуют одно и то же преобразование слов входного алфавита. Такие автоматы называются эквивалентными.   Строгое  определение  эквивалентности следующее:

два автомата  с  одинаковыми  входными и выходными алфавитами называются эквивалентными,  если после установки их в  начальное состояние их реакции на любое входное слово совпадают.

Для каждого автомата Мили может  быть  построен  эквивалентный ему автомат Мура и наоборот.

Переход от автомата Мура к эквивалентному  ему  автомату Мили  тривиален и легко осуществляется при графическом способе задания автомата. Для получения графа автомата Мили необходимо выходной  сигнал Wg,  записанный рядом с вершиной as исходного автомата Мура,  перенести на все дуги,  входящие в эту вершину.  На рис. 18 приведен граф автомата Мили, эквивалентного автомату Мура (рис. 16)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.