Automat Moore a. Teoria układów logicznych

Podobne dokumenty
Teoria układów logicznych

Wykład nr 3 Techniki Mikroprocesorowe. dr inż. Artur Cichowski

1. Synteza automatów Moore a i Mealy realizujących zadane przekształcenie 2. Transformacja automatu Moore a w automat Mealy i odwrotnie

Podstawowe moduły układów cyfrowych układy sekwencyjne cz.2 Projektowanie automatów. Rafał Walkowiak Wersja /2015

SWB - Projektowanie synchronicznych układów sekwencyjnych - wykład 5 asz 1. Układy kombinacyjne i sekwencyjne - przypomnienie

Technika Cyfrowa 1 wykład 12: sekwencyjne układy przełączające

Podstawy Automatyki. Wykład 13 - Wprowadzenie do układów sekwencyjnych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

INSTYTUT CYBERNETYKI TECHNICZNEJ POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ ZAKŁAD SZTUCZNEJ INTELIGENCJI I AUTOMATÓW

Wstęp do Techniki Cyfrowej... Teoria automatów

Projekt prostego układu sekwencyjnego Ćwiczenia Audytoryjne Podstawy Automatyki i Automatyzacji

Technika Cyfrowa 1 wykład 11: liczniki sekwencyjne układy przełączające

Definicja 2. Twierdzenie 1. Definicja 3

Wstęp do Techniki Cyfrowej... Teoria automatów i układy sekwencyjne

zmiana stanu pamięci następuje bezpośrednio (w dowolnej chwili czasu) pod wpływem zmiany stanu wejść,

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki. Automaty stanów

Automat skończony FSM Finite State Machine

Definicja układu kombinacyjnego była stosunkowo prosta -tabela prawdy. Opis układu sekwencyjnego jest zadaniem bardziej złożonym.

Układy sekwencyjne. 1. Czas trwania: 6h

Języki formalne i automaty Ćwiczenia 7

Asynchroniczne statyczne układy sekwencyjne

Przykład: Σ = {0, 1} Σ - zbiór wszystkich skończonych ciagów binarnych. L 1 = {0, 00, 000,...,1, 11, 111,... } L 2 = {01, 1010, 001, 11}

1. SYNTEZA UKŁADÓW SEKWENCYJNYCH

Maszyna Turinga języki

Synteza strukturalna automatu Moore'a i Mealy

Podstawy Techniki Cyfrowej Teoria automatów

KATEDRA INFORMATYKI TECHNICZNEJ. Ćwiczenia laboratoryjne z Logiki Układów Cyfrowych. ćwiczenie 204

Technika cyfrowa Synteza układów kombinacyjnych

Podstawy Automatyki. Człowiek- najlepsza inwestycja. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Technika cyfrowa Synteza układów kombinacyjnych (I)

Układy kombinacyjne - przypomnienie

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z podstaw techniki cyfrowej (przygotował R.Walkowiak) Dla studiów niestacjonarnych rok AK 2017/18

Języki regularne, rozpoznawanie wzorców regularnych, automaty skończone, wyrażenia regularne

Lista tematów na kolokwium z wykładu z Techniki Cyfrowej w roku ak. 2013/2014

Sławomir Kulesza. Projektowanie automatów synchronicznych

Klasyczne i kwantowe podejście do teorii automatów i języków formalnych p.1/33

xx + x = 1, to y = Jeśli x = 0, to y = 0 Przykładowy układ Funkcja przykładowego układu Metody poszukiwania testów Porównanie tabel prawdy

Hierarchia Chomsky ego Maszyna Turinga

Układy sekwencyjne - wiadomości podstawowe - wykład 4

Sławomir Kulesza. Projektowanie automatów asynchronicznych

TEORETYCZNE PODSTAWY INFORMATYKI

Podstawy techniki cyfrowej. Układy asynchroniczne Opracował: R.Walkowiak Styczeń 2014

Temat: Zastosowanie wyrażeń regularnych do syntezy i analizy automatów skończonych

Wprowadzenie: języki, symbole, alfabety, łańcuchy Języki formalne i automaty. Literatura

Automat ze stosem. Języki formalne i automaty. Dr inż. Janusz Majewski Katedra Informatyki

Symbol, alfabet, łańcuch

PAMIĘĆ RAM. Rysunek 1. Blokowy schemat pamięci

ćwiczenie 202 Temat: Układy kombinacyjne 1. Cel ćwiczenia

Errata do książki Multisim. Technika cyfrowa w przykładach.

Języki formalne i automaty Ćwiczenia 9

INSTYTUT CYBERNETYKI TECHNICZNEJ POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ ZAKŁAD SZTUCZNEJ INTELIGENCJI I AUTOMATÓW

AUTOMATY SKOŃCZONE. Automat skończony przedstawiamy formalnie jako uporządkowaną piątkę:

Układy asynchroniczne

INSTYTUT CYBERNETYKI TECHNICZNEJ POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ ZAKŁAD SZTUCZNEJ INTELIGENCJI I AUTOMATÓW

Laboratorium przedmiotu Technika Cyfrowa

Laboratorium elektroniki. Ćwiczenie E55. Synchroniczne układy sekwencyjne. Wersja 1.0 (24 marca 2016)

1.Wprowadzenie do projektowania układów sekwencyjnych synchronicznych

Asynchroniczne statyczne układy sekwencyjne

Matematyczna wieża Babel. 4. Ograniczone maszyny Turinga o językach kontekstowych materiały do ćwiczeń

UKŁADY MIKROPROGRAMOWALNE

1 Automaty niedeterministyczne

Rozwiązania około dwustu łatwych zadań z języków formalnych i złożoności obliczeniowej i być może jednego chyba trudnego (w trakcie tworzenia)

Paradygmaty i języki programowania. Analiza leksykalna Skaner, RE, DAS, NAS, ε- NAS

Ćwiczenie 27 Temat: Układy komparatorów oraz układy sumujące i odejmujące i układy sumatorów połówkowych i pełnych. Cel ćwiczenia

Ćwiczenie 29 Temat: Układy koderów i dekoderów. Cel ćwiczenia

Układy kombinacyjne i sekwencyjne. Podczas ćwiczenia poruszane będą następujące zagadnienia:

Podstawy Automatyki. Wykład 15 - Projektowanie układów asynchronicznych o programach liniowych. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Data Mining Wykład 9. Analiza skupień (grupowanie) Grupowanie hierarchiczne O-Cluster. Plan wykładu. Sformułowanie problemu

ZADANIA Z AUTOMATU SKOŃCZONEGO SPRAWOZDANIE NR 4

Architektura komputerów Wykład 2

Podstawy Automatyki. Wykład 15 - Projektowanie układów asynchronicznych o programach liniowych. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Matematyczne Podstawy Informatyki

Część 3. Układy sekwencyjne. Układy sekwencyjne i układy iteracyjne - grafy stanów TCiM Wydział EAIiIB Katedra EiASPE 1

Układy asynchroniczne

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2012/2013 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody III stopnia

Wykład VIII. Systemy kryptograficzne Kierunek Matematyka - semestr IV. dr inż. Janusz Słupik. Wydział Matematyki Stosowanej Politechniki Śląskiej

Matematyczne Podstawy Informatyki

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: TECHNIKA CYFROWA 2 TZ1A

W ujęciu abstrakcyjnym automat parametryczny <A> można wyrazić następującą "ósemką":

ćwiczenie 203 Temat: Układy sekwencyjne 1. Cel ćwiczenia

Obliczenia inspirowane Naturą

Ćwiczenie nr 1 Temat: Ćwiczenie wprowadzające w problematykę laboratorium.

Spis treści. Przedmowa Wykaz oznaczeń Wstęp Układy kombinacyjne... 18

Temat 3. Synteza układów sekwencyjnych z bramek logicznych

1.Podstawytechnikicyfrowej

Synteza strukturalna automatów Moore'a i Mealy

2.2. Gramatyki, wyprowadzenia, hierarchia Chomsky'ego

JAO - Języki, Automaty i Obliczenia - Wykład 2. JAO - Języki, Automaty i Obliczenia - Wykład 2

Lista zadań - Relacje

Maszyna Turinga (Algorytmy Część III)

Systemy liczbowe. 1. Przedstawić w postaci sumy wag poszczególnych cyfr liczbę rzeczywistą R = (10).

Programowanie dynamiczne i algorytmy zachłanne

2.1. Metoda minimalizacji Quine a-mccluskey a dla funkcji niezupełnych.

Obliczenia inspirowane Naturą

JAO - lematy o pompowaniu dla jezykow bezkontekstowy

Tranzystor JFET i MOSFET zas. działania

Algebra i jej zastosowania ćwiczenia

Literatura. adów w cyfrowych. Projektowanie układ. Technika cyfrowa. Technika cyfrowa. Bramki logiczne i przerzutniki.

Wyrażenie nawiasowe. Wyrażenie puste jest poprawnym wyrażeniem nawiasowym.

Plan wykładu. Architektura systemów komputerowych. Cezary Bolek

Gramatyki, wyprowadzenia, hierarchia Chomsky ego. Gramatyka

Transkrypt:

Automat Moore a Automatem Moore a nazywamy uporządkowaną piątkę (Q,X,Y,δ, λ )gdzie Qjestskończonym zbiorem niepustym, nazwanym zbiorem stanów automatu, Xjestskończonym zbiorem niepustym, nazwanym alfabetem wejściowym, Yjestskończonym zbiorem niepustym, nazwanym alfabetem wyjściowym, δ: Q X Q jest funkcją przejść, a λ: Q Y jest funkcją wyjść.

Automat Mealy ego Automatem Mealy ego nazywamy uporządkowaną piątkę ( Q, X, Y, δ, λ ) gdzie Qjestskończonym zbiorem niepustym, nazwanym zbiorem stanów automatu, Xjestskończonym zbiorem niepustym, nazwanym alfabetem wejściowym, Yjestskończonym zbiorem niepustym, nazwanym alfabetem wyjściowym, δ: Q X Q jest funkcją przejść, a λ: Q X Y jest funkcją wyjść.

Reprezentacja automatu Moore a Przykład. Automat Moore a Q={q1, q2, q3 } X={x1, x2} Y={y1, y2} δ(q1, x1)=q3 δ(q1, x2)=q1 δ(q2, x1)=q2 δ(q2, x2)=q3 δ(q3, x1)=q2 δ(q3, x2)=q1 λ(q1)=y1 λ(q2)=y1 λ(q3)=y2 Q X Y x1 x2 q1 q3 q1 y1 q2 q2 q3 y1 q3 q2 q1 y2 x2 q1/y1 x1 x2 q3/y2 x1 q2/y1 x2 x1 Ćwiczenie. Zbudować synchroniczny układ sekwencyjny modelujący przedstawiony automat

Reprezentacja automatu Mealy ego Przykład Automat Mealy ego Q={q1, q2, q3 } X={x1, x2} Y={y1, y2,y3} δ(q1, x1)=q3 δ(q1, x2)=q1 δ(q2, x1)=q2 δ(q2, x2)=q3 δ(q3, x1)=q2 δ(q3, x2)=q1 λ(q1,x1)=y3 λ(q1,x2)=y1 λ(q2,x1)=y2 λ(q3,x1)=y1 λ(q2,x2)=y3 λ(q3,x2)=y2 x2/y1 x1/y2 Q X Y q1 q2 x1 x2 x1 x2 q1 q3 q1 y3 y1 x1/y3 x2/y2 x1/y1 x2/y3 q2 q2 q3 y2 y3 q3 q2 q1 y1 y2 q3 Ćwiczenie. Zbudować synchroniczny układ sekwencyjny modelujący przedstawiony automat

Synteza właściwa automatów Detekcja parzystej liczby 1 Sumator Ćwiczenie. Zrealizować automat realizujący:komparator szeregowy. Detekcja trzech przypadków A=B; A<B; A>B.

Synteza właściwa automatów. Detektory sekwencji Detekcja 00110 Detekcja 1011 lub 0101 lub 0001 lub 0111 Ćwiczenie. Zrealizować automat wykrywający sekwencję 010 w dowolnym miejscu sekwencji binarnej. Układ pracuje tak długo jak długo nie pojawi się sekwencja 100

Konwersja automatu Mealy ego na Moore a Niech A1=(Q1, X1, Y1, λ1, δ1 )będzie automatem Mealy ego. Konstrukcja równoważnego automatu Moore a A2 =(Q2, X2, Y2, λ2, δ2 ) jest następująca. X2=X1 Y2=Y1 Q2=Q1 Y1 δ2((q1,y1),x)= (δ1(q1,x), λ1(q1,x)) λ2((q1,y1))=y1 Ćwiczenie. Przekształcić poniżej opisany automat Mealyego na równoważny automat Moore a Q1={q1,q2} X1={x1,x2,x3,x4} Y1={y1, y2} Q(t) Q(t+1) Y x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4 q1 q1 q1 q2 q1 y1 y2 y1 y2 q2 q1 q2 q2 q2 y2 y1 y2 y1 Tablica przejść automatu Mealy ego

Konwersja automatu Moore a na Mealy ego Niech A1=(Q1, X1, Y1, λ1, δ1 ) będzie automatem Moore a. Konstrukcja równoważnego automatu Mealy ego A2 =(Q2, X2, Y2, λ2, δ2 )jest następująca. X2=X1 Y2=Y1 Q2=Q1 δ2(q1,,x) = δ1(q1,x) λ2(q1,x) = λ1(δ1(q1,x)) Ćwiczenie Przekształcić poniżej opisany automat Moore a na równoważny automat Mealy ego Q1={q1, q2} X2={x1,x2} Y2={y1, y2} Q(t) Q(t+1) Y x1 x2 q1, q1 q2 y1 q2 q2 q1 y2 Tablica przejść automatu Moore a

Konwersja grafów q1 q2/ x/y x /y Automat Moore a i Mealy ego równoważne w stanach Ćwiczenie Dokonać konwersji grafów automatu Mealy ego z poprzedniego ćwiczenia na graf równoważnego automatu Moore a

Równoważność stanów automatu Rozszerzoną funkcję przejść nazywamy funkcję δ*: Q X* Q; (q Q) δ*(q,o)=q gdzie O jest zbiorem pustym (q Q) (x* X*) (x X) δ*(q,x*x)= δ ( δ*(q,x*),x) gdzie X* jest zbiorem wszystkich słów nad zbiorem X Rozszerzona funkcja przejść opisuje stan automatu pobudzony sekwencją stanów wejściowych Stan q1 jest równoważny stanowi q2 w automacie Moore a ( q1 q2) gdy: (x* X*) λ(δ*(q1,x*))= λ(δ*(q2,x*)) Stan q1 jest równoważny stanowi q2 w automacie Mealy ego ( q1 q2) gdy: (x* X*) (x X) λ(δ*(q1,x*),x)= λ(δ*(q2,x*),x) Dwa stany są równoważne jeżeli dla tych stanów pod wpływem dowolnego słowa wejściowego generowane są równe symbole wyjściowe.

Równoważność stanów automatów Możemy mówić o równoważności stanów w odniesieniu do dwóch różnych jak i tego samego automatu. Automaty A1, A2 Moore a w stanach odpowiednio q1 i q2 są równoważne w stanach (A1/q1 A2/q2 ) gdy (x* X*) λ1(δ1*(q1,x*))= λ2(δ2*(q2,x*)) Automaty A1, A2 Mealyego w stanach odpowiednio q1 i q2 są równoważne w stanach (A1/q1 A2/q2 ) gdy (x* X*) (x X) λ1(δ1*(q1,x*),x)= λ2(δ2*(q2,x*),x) Automaty A1 Mealy ego i A2 Moore a w stanach odpowiednio q1 i q2 są równoważne w stanach :A1/q1 A2/q2 gdy (x* X*) (x X) λ1(δ1*(q1,x*),x)= λ2(δ2*(q2,x*x)) Teoria układówlogicznych

Równoważność automatów Dwa automaty są równoważne, gdy dla każdego stanu pierwszego automatu istnieje taki stan w drugim automacie że oba automaty w tych stanach są sobie równoważne i dla każdego stanu w drugim automacie istnieje taki stan w automacie pierwszym że automaty w tych stanach są sobie równoważne. Dwa automaty są równoważne jeżeli dla wszystkich sekwencji liter wejściowych oba generują równe symbole wyjściowe. Automat A X Geneator symboli X=Y Automat B Y Teoria układówlogicznych