Автоматтар теориясы

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Автоматика және электротехника кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Автоматтар теориясы

Орындаған: Кусманов И.

Тобы: ВТ-305

Қабылдаған: Адылканова А. Ж

Семей 2015 жыл

Дәрістер

Тақырыбы 1 Автоматтар теориясы

Мақсаты: Пәннің мазмұнымен таныстыру.

Дәріс сұрақтары:

Ертедегі есептеу құралдары
Автоматтар түсінігі, түрлері
Автоматтың формальді анықтамасы

Ертедегі есептеу құралдары

Адамзат қарапайым есептеу құралдарын қолдануды мыңдаған жылдар бұрын бастады. Есептеудің ең көп тараған түрі - айырбас саудасында қолданылатын тауарлардың санын анықтау болатын. Ең қарапайым шешім ретінде айырбасталатын тауардың салмақ эквивалентін пайдалануды айтуға болады, себебі бұл жағдайда, тауардың құрамындағы заттардың санын есептеу қажет болмайтын. Бұл мақсаттарда қарапайым балансирлік шеккілер қолданылатын, олар массаны анықтауға арналған алғашқы құрылғы болды.

Эквиваленттілік принципі "абак" деп аталатын құралда да пайдаланылды. Заттарды санау үшін, бұл құралдағы сүйектерді қозғау қажет болатын.

Тісті сақиналарды ойлап табуға байланысты, есептеулерді орындауға арналған құрылғылар күрделене түсті. XX ғасырдың басында табылған антикитерлік механизм (б. з. д. І ғасырда батып кеткен антикалық кемеден табылған) ғаламшарлардың қозғалысының үлгісін көрсете алатын еді. Болжам бойынша, бұл құралды діни мақсаттарда күнтізбелік есептеулер жүргізу, күн және ай тұтылуын болжау, егін егу және жинау уақыттарын анықтау үшін қолданған. Есептеулер жүргізу үшін 30-дан астам қола сақиналар және бірнеше циферблаттар қолданылды. Ай фазаларын есептеу үшін, диффернциалдық тасымал пайдаланылды (ғалымдар бұл тәсілді ХVI ғасырда ойлап табылған деген болатын) . Антика мәдениеті құлдыраған соң, бұндай құралдар жойылып кетті. Күрделілігі осы шамалас механизмдерді құру үшін, адамзатқа бір жарым мыңжыл қажет болды.

1623 жылы Вильгельм Шикард "Есептеуіш сағаттар" - төрт арифметикалық амалды орындай алатын механикалық калькуляторды ойлап тапты. Құрылғының бұлай аталу себебі, сағаттардағы сияқты, бұл құралда да тісті сақиналар мен жұлдызшалар қолданылды. Бұл құрылғыны іс жүзінде алғаш рет Шикардтың досы, философ және астроном Иоганн Кеплер пайдаланды.

Бұдан соң Блез Паскаль ("Паскалина", 1642 ж. ) және Готфрид Вильгельм Лейбниц өз машиналарын жасап шығарды. 1820 жылы Charles Xavier Thomas төрт арифметикалық амалды орындай алатын механикалық калькуляторларды (Томас арифмометрі деп аталатын құрал Лейбниц жұмыстарына негізделген) жасап, саудаға шығарды. Ондық сандарды есептеуге арналған механикалық калькуляторлар 1970-жылдарға дейін қолданылды.

Сонымен қатар, Лейбниц қазіргі заманғы компьютерлердің негізі болып табылатын екілік санақ жүйесін де сипаттады. Бірақ, 1940-жылдарға дейінгі шыққан машиналардың басым бөлігі (Чарльз Бэббидждің машинасы және ЭНИАК) ондық жүйені қолданған болатын.

Сандарды көбейту және бөлу амалдарын осы сандардың логарифмдерін қосу және азайту арқылы орындауға болады (Джон Непер) . Нақты сандарды сызғыштағы ұзындық интервалдары көмегімен көрсетуге болады, бұл жаңалық логарифмдік сызғыштарды ойлап табуға негіз болды, бұл құрал көмегімен көбейту және бөлу амалдарын оңай орындауға болатын еді. Логарифмдік сызғыштар қалта калькуляторлары пайда болғанға дейін қолданылды. Айға адам жіберген "Аполлон" бағдарламасының инженерлері өз есептеулерінде логарифмдік сызғыштарды пайдаланған болатын.

Автоматтар теориясы - теориялық кибернетиканың дискретті ақпараттың түрлендіргіштерін зерттейтін саласы.

Ол есептеуішмашиналарды жобалауғажәне биология, экономика тағыбасқакүнделікті өмір талабы аса . абстракт автомат пен . Абстракт автомат , . . - сан алуанмәселелері бар жәнежан- ғылым саласы

Автомат түсінігі. Автоматтардың түрлері

Автомат - бұл қандай да бір жиынды анықтайтын алгоритм, мүмкін болған жағдайда ол жиынды басқа жиынға түрлендіруі мүмкін. Автоматтардың формальсыз сипатталынуы келесі түрде болады: автомат кіру лентасынан, күйдің нөмірін сақтайтын ақырлы жадысы бар басқару құрылғысынан тұрады, сонымен қатар көмекші және шығыстық лентасы болуы мүмкін. Автоматтардың екі типі бар:

1) танығыштар - шығыссыз автоматтар, олар кіру тізбегі берілген L жиынына тиісті ме соны таниды;

2) түрлендіргіштер - шығысы бар автоматтар, олар x ∈L шарты орындалғанда кіру тізбегі х -ті у тізбегіне түрлендіреді.

Кіру лентасын ұяшықтардың сызықтық тізбегі ретінде қарастыруға болады, әрбір ұяшық ақырлы кіру алфавитінің бір символын сақтай алады.

Автоматтың лентасы шексіз, бірақ әрбір уақыт моментінде ұяшықтардың тек ақырлы саны ғана бос емес болады. Бос емес аймақтың шекаралы оң және сол жақтағы ұяшықтары арнайы соңғы маркерлерді алуы мүмкін. Маркер лентаның тек бір жақ соңында ғана тұруы немесе мүлдем болмауы мүмкін.

Кіру бас тиегі әрбір уақыт моментінде кіру лентасының бір ұяшығын оқиды. Автоматтың бір жұмысының тактісінде енгізу бастиегі бір ұяшық оңға жылжуы немесе бір орында тұруы мүмкін, мұндайда ол тек қана оқуды орындайды, яғни автоматтың жұмыс істеу барысында кіру лентасының ұяшықтарындағы символдар өзгермейді.

Жұмыс лентасы - ақпаратты сақтаудың көмекші қоймасы. Ондағы берілгендер автоматтың көмегімен оқылады және оған жазылуы да мүмкін.

Басқару құрылғысы - автоматтың тәртібін басқаратын бағдарлама. Ол кіру бастиегімен оқылатын ағымды кіру символына сәйкес күйдің және жұмыс лентасынан алынып тасталған ағымды ақпараттың қалай өзгеретінін сипаттайтын, бейнелеуі бар күйлердің ақырлы жиынын береді Басқару құрылғысы жұмыс бастиегінің жылжу бағытын және жұмыс лентасына қандай ақпарат жазу керектігін анықтайды. Автомат жұмыс тактілерінің қандай да бір тізбегін орындай отыра жұмыс істейді. Тактінің ең басында кіру символы оқылады және жұмыс лентасындағы ақпарат зерттеледі. Одан кейін оқылған ақпарат пен ағымды жағдайға байланысты, автоматтың іс - әрекеті анықталады:

1) кіру бастиегі оңға жылжиды немесе бір орында тұрады;

2) жұмыс лентасына қандай да бір ақпарат жазылады;

3) басқару құрылғысының жағдайы өзгереді;

4) шығу лентасына (егер ол бар болса) символ жазылады.

Автоматтың жұмыс істеу тәртібін автоматтың конфигурациясы терминімен сипаттаған ыңғайлы, ол келесіден тұрады:

а) басқару құрылғысының жағдайы;

б) кіру лентасындағы берілгендер кіру бастиегінің жағдайымен бірге;

в) жұмыс лентасындағы берлігендер кіру бастиегінің жағдайымен бірге;

г) шығу лентасындағы берілгендер, егер ол бар болса.

Басқару құрылғысы детерминделмеген болуы мүмкін. Мұндай жағдайда әрбір конфигурация үшін тактілердің ақырлы жиыны бар болуы мүмкін, оның әрқайсысын автомат осы конфигурациядан шыға отыра жасайды. Басқару құрылғысы детерминделген болады, егер әрбір конфигурация үшін тек бір ғана келесі такт мүмкін болса.

Автоматтардың келесі типтері болады: 1) Тьюринг машинасы (ТМ) ; 2) сызықты - шектелген автомат (США) ; 3) магазиндік жадысы бар автомат (МЖ- автомат) ; 4) ақырлы автомат (АА) .

Ақырлы автоматтың күрделігін автоматтың күрделілігі анықтайды. Мысалы:

1) Тьюринг машинасы екі жаққа да шексіз ленталардан тұрады;

2) сызықты - шектелген автоматтарда жұмыс лентасының ұзындығы кіру тізбекшесінің ұзындығының сызықтық функциясын береді;

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.