SU383043A1 - Устройство для моделирования конечных автоматов - Google Patents

Description

;1

Изобретение относитс  к области вычислительной тех ики.

Известны устройства дл  моделировани  конечных автоматов, содержащие сумматор по модулю два и блок управлени , соединенный двусторонними СВЯЗЯМИ с блоком пам ти , входы которого подключены ко входам устройства, выходы блока пам ти через элементы «И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам триггера, подключенного входами к выходу дешифратора служебных символов, соединены со входами регистра функций и регистра аргументов , выходы первого из которых через дешифратор функций выхода и дешифратор функций возбуждени  и соответствующие им третий и четвертый элементы «И соединены со входами регистра состо ний, выходы регистра аргументов через дешифратор аргументов соединены со входами коммутатора, вторые входы которого подлючены к выходам регистра состо ний, а третьи входы через регистр Hai6opa аргументов соединены со входами устройства, к выходам которого подключены выходы регистров функций выхода и состо ний.

Все известные устройства дл  моделировани  конечных автоматов конструктивно сложны и эксплуатаци  их затруднена.

Предлагаемое устройство с целью его

|2

упрощени  содержит блок вычислени  булевых функций, одни входы которого через дешифратор служебных символов подключены к блоку пам ти, а вторые - к выходам сумматора по модулю два, один вход которого подключен к выходу коммутатора, а второй вход соединен с одним из выходов блока пам ти , один из выходов блока вычислени  булевых функций соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов «И, а его второй выход подключен к третьему входу третьего элемента «И.

На чертел е приведена блок-схема устройства . Устройство содержит блок пам ти /,

блок управлени  2, дешифратор сл жебных символов 3, элементы «И 4 и 5, триггер 6. регистр аргументов 7, регистр функций 8, дешифратор аргументов 9, дешифратор функций возбуждени  10, дешифратор функций

выхода //, элемент «И 12, регистр функций выхода 13, блок вычислени  булевых функций 14 с выходами 15 и 16, элемент «И 17, регистр . состо ний 18, сумматор по модулю два 19, коммутатор 20, регистр набора аргументов 21.

Устройство работает следующим образом. Дл  определени  значений булевых функций по их алгебраическим выражени м последние представл ютс  в дизъюнктивных

формах, по которым составл етс  програмMai . Дл  этого кажда  булева  функци  записываетс  в виде одного слова. Например, функци  yi XiX2- -XiX2 будбт запивана следующим образом: а t/i А JCi.Cj Лл:1 , где а - служебный символ, за которым следует сИ)Мвол функции r/i; А - служебный символ раздела между дизъюнкТИвными членами, служащий также вместо знака: равенства; - служебный символ конца программы , который ставитс  в конце последнего выражени  функции; аргументы. Подобным образом записываютс  все подр д выражени  булевых функций (функций возбуждени  и выходов), образующих одно слово, в конце которого стоит знак со. В полученном слове каждой букве присваиваетс  определенное двоичное число - двоичный код. Полученный р д кодов записываетс  в блок пам ти 1. Кроме кода каждому аргументу присваиваетс  еще определенное значение «О или «1, которые вместе с кодом аргумента внос тс  в каждую  чейку блока пам ти- }. Это значение а1ргумента вноситс  в специальный разр д  чейки блока пам ти. Если аргумент входит в формулу без знака отрицани , то в специальный разр д заноситс  «1, если со знаком отрицани , то «О. Служебным символам «А, «а и «со, а также символам функций присваиваетс  «I в специальном разр де. Дл  получени  значений булевых функций производитс  вывод из блока пам ти всех символов (т. е. их кодов и значений в специальном разр де) в пор дке их записи. Первый выведенный из блока пам ти символ «а дешифрируетс  с помощью дешифратора служебных символов 3 и устанавливает триггер 6 в состо ние, при котором на элемент «И 4 подаетс  разрешающий потенциал . Следующий символ г/i проходит через элемент «И 4, попадает на регистр функций и дешифрируетс  дешифратором с|)ункций возбуждени  10 или дешис|)ратором функций выхода //, в зависимости от того,  вл етс  ли этот символ функцией возбуждени  или выходов. В результате этого на одном из выходов дешифратора функций возбуждени  10 или дешифратора функций выхода // по вл етс  разрешающий потенциал , подаваемый на элементы «И 12 и 17. Следующий за «t/г символ «А, дешифриру сь с помощью дешифратора служебных символов сЗ, перебросит триггер 6. При этом будет подан разрещающий потенциал на элемент «И 5. Код аргумента, следующего за «А, будет подан на регистр аргументов 7 и дешифрирован с помощью дещифратора аргументов 9. В результате на одном из выходов дещифратора аргументов 9 по вл етс  разрешающий потенциал, который, воздейству  на коммутатор 20, произведет выбор аргумента на1 регистре набора аргументов 21 или регистра состо ний 18. Это значение аргумента подаетс  на один из входов сумматора по модулю два 19, на второй вход которого подаетс  значение аргумента из специального разр да блока пам ти. Если окажетс , что значение аргумента в специальном разр де блока иа1м ти 1 и его значение на выходе коммутатора 20 будут одинаковы , то будет выдана «1 на выходе а сумматора по модулю два 19. Если же значени  аргументО|В на входе сумматора по модулю два 19 не совпадают, то «1 по витс  на выходе Ь. После этого поступает следующий аргумент Hai регистр аргументов 7 и с ним производитс  така  же операци . Поступление сигнала иа любой из входов а, Ь, а, и А блока вычислени  булевых функций 14 означает по вление на его обобщенном входе любой из перечисленных букв а, Ь, а или Д. Эти буквы составл ют входной алфавит этого блока. Сигнал на выходе /5 блока вычислени  булевых функций 14 по вл етс  в том случае , если входное слово будет содержать такую его часть, в которой между буквами А будут только буквы а. Сигнал на выходе 16 блока вычислени  булевых функций 14 по вл етс  в том случае , если входное слово будет содержать всеми парами букв А хот  бы одну букву Ь. При этом имеетс  в виду, что входное слово образуетс  в результате обработки алгебраического выражени  одной из булевых функций. Если услови  по влени  сигналов на выходах 15 и 16 выразить Hai  зыке регул рных выражений н обозначить как событи  5 и Sz, то последние будут иметь следующие выраS , ir: а.А (и {а + 61 А + а «) Ь а + + 6} Д1а}а}Д |а + о + Л|а, Sj : аД (Ь {а+Ь} Д+а а+6|Д) Ь la+b Д + + а а Ь а- -blA} у.. Приведенные выражени  представл ют собой алгоритм функционировани  блока вычислени  булевых функций 14. Сигнал на выходе 15 по вл етс  в том случае , когда булева  функци  равна «1, а сигнал на выходе 16, если она равна «О. Любое из значений функций выходов будет зафиксировано на регистре функций выхода 13 с помощью элемента «И 12 и дешифратора функций выхода 11 и сохранено до последующего цикла работы блока паад тк 1. При обработке функций возбуждени  будет произведена установка каждого разр да регистра состо ний 18 в соответствии со значени-ем футакции возбуждени , полученной

no ее алгебраическому выражению с использоваиием набора значений аргументов (входов и состо ний), зафиксированных на регистрах состо ний 18 и набора аргументов 21.

В конце цикла работы блока пам ти 1 с выхода дешифратора служебных символов 3 Быдаетс  сигнаш в результате дешифрировани  си-мвола «ю. Этот сигнал может быть использован дл  формировани  следуюшего набора аргументов на регистре набора аргументов 21.

Таким образом, с каждым циклом работы блока пам ти / на регистрах состо ний 18 и регистре функций выхода 13 будут цо вл тьс  новые кодируемые состо ни  и выходы , т. е. последовательности состо ний и выходов , которые можио рассматривать как реакци.и на входную последовательность, подаваемую на регистр набора аргументов 21. В этом случае каждому циклу работы соответствует один переход из одного состо ни  в другое.

При моделировании некоторых видов автоматов необходимо производить несколько циклов работы блока пам ти 1 при одном и том же наборе аргументов, подаваемых на регистр набора аргументов 21.

Последовательности состо ний и выходов снимаютс  с регистра функций выхода 13 и регистра состо ний 18 и нанос тс  в процессе моделировани  на носитель. В результате будет получена временна  диаграмма последовательностей состо ний и выходов. Использу  предлагаемое устройство, можно легко получать таблицы переходов и выходов моделируемого автомата, заданного Hai  зыке функций возбуждени  и выходов. Это дает возможность производить минимизацию данного автомата и синтеза другого автомата,

эквивалентного заданному и построенному с минимальными аппаратурными затратами.

Предмет изобретени 

Устройство дл  моделировани  конечных автоматов, содержашее сумматор по модулю два и блок управлени , соединенный двусторонними св з ми с блоком пам ти, входы которого подключены ко входам устройства, выходы блока пам ти через элементы «И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам триггера, подключенного входами к выходу дешифратора служебных символов, соединены со входами регистра функций и регистра аргументов, выходы первого из которых через дешифратор функций выхода и дешифратор функций возбуждени  и соответствующие им третий и четвертый элементы «И соединены со входами регистра функций выхода и регистра состо ний, выходы регистра аргументов через дешифратор аргументов соединены со входами коммутатора, вторые входы которого подключены к выходам регистра состо ний , а третьи входы через регистр набора аргументов соединены со входами устройства , к выходам которого подключены выходы регистров функций выхода и состо ний, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, оно содержит блок вычислени  булевых функций, одни входы которого через дешифратор служебных символов подключены к блоку пам ти, а вторые - х выходам сумматора по модзлю два, один вход которого подключен к выходу коммутатора, а второй вход соединен с одним из выходов блока пам ти, один из выходов блока вычислени  булевых функций соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов «И, а его второй выход подключен к третьему входу третьего элемента «И.

iflii