Тақырып Автоматтардың құрылымдық синтезі

6.1 Автоматтардың құрылымдық синтезі

Автомат кестесін құру үрдісі әдетте екі қатысты бағыныңқы деңгейге: абстрактілі және құрылымдық синтез деп екіге бөлінеді.

Абстрактілі синтез деңгейінде берілген жұмыс шарттарына сүйеніп, ауысым және автомат шығыстарының кестесін құру орындалады.

Құрылымдық синтездің мәні автоматтық функционалды кесте құру. Құрылымдық синтез деңгейінің шығыс мәліметтері болып ауысым мен автомат шығыстарының таблицалары, логикалық элементтер жүйесі, жады элементінің типі, сондай-ақ кесте жұмысы мен сапасына қойылатын қосымша талаптар, мысалы: жұмыс уақыты, тәуекелдің жіберілуі, қоршаған ортамен байланыс шарты, құны және т.б. табылады.

Шығыс мәліметтер мен құрылымдық синтез деңгейінде шешілетін сұрақтар шеңбері айтарлықтай өзгеруі мүмкін екенін атап өткен жөн. Мысалы құрылымдық синтезде кейбір жағдайларда ізделіп отырған кест енің таңдау міндетін шешеді.

Қарастырылып жатқан кесте екі бөліктен: комбинациялық кесте мен жады элементтерінен тұрады. Жады элементтерінің шығыс сигналдарына сәйкес келетін ауыспалылары автоматтың ішкі ауыспалылары деп аталады. ауыспалылар кестеде жады элементтерінің жай-күйін өзгертетін кіріс сигналдарын ерекшелеу үшін қолданып, қоздыру функциясы деп аталады. Жады элементі ретінде тәжірибеде элементарлы автоматтар жиі қолданылады.

Келтірілген кестеде кіріс ауыспалыларының мағына жиынтығы абстрактілі автоматының кіріс алфавитінің әріптеріне, шығыс ауыспалылар жиынтығы шығыс алфавитінің әріптеріне, - абстрактілі автоматтың күіне сәйкес келеді.

Жалпы жағдайда келтірілген құрылымдық автомат кестесіндегі комбинациялық кесте түрлі міндеттерді шешуі мүмкін. Егер бұл кестені әрбіреуі жеке ішінаралық кестемен шешілетіндей екі ішінаралық кестеге бөліп тастасақ, онда автоматтық құрылымдық кестесі 2-суретте келтірілгендей түрде көрсетілуі мүмкін. Бұл кестеде комбинациялық кесте шығыс функциясын өндіреді, қоздырғыш функциясын, кодтарды түрлендіруші –шығыс сигналдарын қайта кодтауға қолданылады, ал кодтарды түрлендіру –шығыс сигналдарын түрлендіруге.

және кодтарын түрлендірушілерін құрылымдық автомат кестесінде міндетті түрде болуы шарт емес, бірақ кейбір жағдайларда оларды кесте құрылымына енгізу қиындықты азайтуға жеткізіп, тұрғызу немесе автомат кестесінің жұмысын бақылау үрдісін жеңілдетеді.

Құрылымдық синтездің негізгі кезеңдері.

Құрылымдық синтез процедурасын бір-бірімен байланысты бірнеше кезеңдерге бөліп қарастыру ыңғайлы.

- Автоматтың құрылымдық кестесін таңдау.Синтездің бұл кезеңі көбінесе кестенің тұрғызылу ретін анықтайды. Бұл кезеңнің негізгі қиыншылығы құрылымдық кесте таңдауда формалды критерилердің жоқтығында. Құрылымдық кестені таңдауды анықтайтын факторлардың негізгілерінің бірі жасаушының тәжірибесінде.

- Кіріс және шығыссигналдарын кодтау.Кіріс сигналдарын кодтау мәні абстрактілі автоматтың p_i кіріс алфавитінің әрбір әрпінде бір мәнді тәсілмен сәйкестіріледі. Бұдан кіріс алфавитінің әріптер саны түріндегі екілік ауыспалылар жиынтығының санынан аспайтыны, яғни кодтау біртекті екені анық. Осыдан шыға келе кіріс алфавитінің әріптерін кодтау үшін қажет екілік ауыспалылар санын шартынан анықтауға болады.

Шығыс сигналдарын кодтау дегеніміз абстрактілі автоматтың шығыс wi алфавитінің әріптеріне ұқсас тәсілмен шығыс ауыспалылар мәндерінің жиынтығы сәйкестіріледі. Кодтау нәтижелері әдетте кіріс және шығыс сигналдарын кодтау кестесіне енгізіледі.
Кіріс және шығыс сигналдарын кодтаудың кейбір тапсырмаларында абстрактілі синтез кезеңінде кесте жұмысының шарты негізінде беріледі. Бұндай жағдайларда автоматтың құрылымдық кестесіне кодтарды түрлендірушілер енгізілуі мүмкін.

Бұл кодтау кезінде ауыспалылар әрбір мәндерінің жиынтығына сәйкес түрде ауспалылар жиынтығы қойылады, ал әрбір ауыспалы жиынтығына ауыспалылар жиынтығы. Сондай-ақ, кіріс және шығыс сигналдарын кодтау кестесінің комбинациялық бөлігінің күрделілігіне автомат күйін кодтауға әсер еткендей әсер етеді.

- Жады элементтерінің санын таңдау және автомат жай-күйін кодтау.Жай-күйді кодтау дегеніміз әрбір жай-күйіне ішкі ауыспалы жиынтығы сәйкестіріледі_. Жай- күймен оларға сәйкес кодтар түрінде беріліп, автомат жай-күйін кодтау таблицасы депаталады.

- Қоздырғыш функциясын тұрғызу. Қоздырғыштың функциясы автомат көшу қажет жай-күй кодын алу үшін жады элементінің кірісіне қандай сигнал беретінін анықтайды.

Құрылымдық синтездегі қоздырғыш функциясы абстрактілі автомат ауысымдарының функцияларына сәйкес келеді. Бұл сәйкестік автомат жай-күйін анықтайтын ішкі ауыспалылар және бір уақытқа қатысты кіріс ауыспалыларына қоздырғыш функциялары бағыныңқы болу керегін көрсетеді.

- Шығару функциясын тұрғызу.Мили автоматында әрбір шығару функциясы шығыс сигналдар жиынтығының сәйкес компонентін анықтайды. Құрылымдық синтездегі шығыс функциясы абстрактілі автоматтың шығару функциясына сәйкес келеді. Олар y₁, y₂,..., y_h ішкі ауыспалылар мен кіріс ауыспалыларға бағынышты. Бұдан анықтайтын ауыспалылар мәні үнемі бір уақыт сәтіне қатысты болғандықтан, шығыс функциясы ауыстырып-қосқыш функция болып табылады:

Мур автоматының шығыс функциялары әр сәтте шығыс символдарының жиынтығын анықтайды: