В конечные автоматы (FSM) важны для понимания логики принятия решений, а также для управления цифровыми системами. В автомате выходы, а также следующее состояние - это текущее состояние и функция входа. Это означает, что выбор следующего состояния в основном зависит от входного значения и силы, что приводит к более сложной производительности системы. Как и в последовательной логике, нам требуется история прошлых входов для определения выхода. Таким образом, FSM очень хорошо понимают последовательные логические роли. В принципе, есть два способа устроить последовательный логический дизайн а именно мучнистая машина а так еще машина. В этой статье обсуждается теория и реализация конечного автомата или автомата, типов, примеры конечных автоматов , преимущества и недостатки.
Что такое конечный автомат?
В определение конечного автомата , термин конечный автомат (FSM) также известен как конечное состояние автоматизация . FSM - это расчетная модель, которая может быть выполнена с помощью аппаратного обеспечения или программного обеспечения. Это используется для создания последовательной логики, а также нескольких компьютерных программ. Автоматические автоматы используются для решения задач в таких областях, как математика, игры, лингвистика и искусственный интеллект. В системе, где определенные входы могут вызывать определенные изменения состояния, которые могут быть обозначены с помощью конечных автоматов.
Конечный автомат
Этот диаграмма конечного автомата объясняет различные состояния турникета. Каждый раз, когда монета помещается в турникет, она откручивается, а после нажатия на турникет болты усиливаются. Поместите монету в турникет без болтов, иначе при нажатии на турникет с болтами его состояние не изменится.
Типы конечных автоматов
Конечные автоматы подразделяются на два типа, такие как Конечный автомат Мили и Конечный автомат Мура .
Конечный автомат Мили
Когда выходы зависят как от текущих входов, так и от состояний, то конечный автомат можно назвать «мучнистым конечным автоматом». Следующая диаграмма представляет собой блок-схема мучного конечного автомата . Блок-схема мучнистого конечного автомата состоит из двух частей, а именно: комбинационная логика а также память. Память в машине может использоваться для предоставления некоторых из предыдущих выходов в качестве входов комбинационной логики.
Блок-схема конечного автомата Мили
На основе текущих входов, а также состояний, эта машина может производить выходы. Таким образом, выходы могут быть пригодны только для положительного или отрицательного сигнала CLK. Диаграмма состояний мучнистого конечного автомата показана ниже.
Диаграмма состояний автомата Мили
Диаграмма состояний мучнистого конечного автомата в основном включает три состояния, а именно A, B и C. Эти три состояния помечены внутри кружков, а каждый кружок связан с одним состоянием. Преобразования между этими тремя состояниями обозначены направленными линиями. На приведенной выше диаграмме входы и выходы обозначены 0/0, 1/0 и 1/1. Исходя из входного значения, есть два преобразования из каждого состояния.
Как правило, количество требуемых состояний в автомате Мура меньше или эквивалентно количеству требуемых состояний в конечном автомате Мура. Для каждого конечного автомата Мили существует одинаковый конечный автомат Мура. В результате при необходимости мы можем использовать один из них.
Конечный автомат Мура
Когда выходы зависят от текущих состояний, конечный автомат можно назвать Конечный автомат Мура . В Блок-схема конечного автомата Мура показано ниже. Блок-схема конечного автомата Мура состоит из двух частей: комбинационной логики и памяти.
Блок-схема конечного автомата Мура
В этом случае текущие входы, а также текущие состояния будут определять следующие состояния. Таким образом, в зависимости от дальнейших состояний, этот автомат будет генерировать выходные данные. Таким образом, результаты этого будут применимы просто после преобразования состояния.
В Диаграмма состояний конечного автомата Мура показано ниже. В приведенном выше состоянии диаграмма включает в себя четыре состояния, такие как мучнистый конечный автомат, а именно A, B, C и D. Четыре состояния, а также отдельные выходы помещены в кружки.
Диаграмма состояний конечного автомата Мура
На приведенном выше рисунке есть четыре состояния, а именно A, B, C и D. Эти состояния и соответствующие выходы помечены внутри кружков. Здесь просто стоимость ввода помечается при каждом преобразовании. На приведенном выше рисунке показаны два преобразования из каждого состояния в зависимости от входного значения.
Как правило, количество требуемых состояний в этом автомате больше, чем в противном случае эквивалентно требуемому количеству состояний в мучнистом конечном автомате.
Как правило, количество требуемых состояний в этой машине более чем эквивалентно требуемым состояниям в MSM (конечный автомат Мили) . Для каждого конечного автомата Мура существует соответствующий конечный автомат Мили. Следовательно, в зависимости от необходимости мы можем использовать один из них.
Для каждого конечного автомата Мура существует одинаковый мучнистый конечный автомат. В результате при необходимости мы можем использовать один из них.
Приложения конечных автоматов
В приложения с конечным автоматом в основном включают следующее.
Конечные автоматы используются в играх, в которых они наиболее известны. искусственный интеллект , и, тем не менее, они также часто используются при выполнении синтаксического анализа навигации по тексту, обработки ввода клиента, а также сетевых протоколов.
Они ограничены в вычислительной мощности, они сравнительно просты для распознавания. Таким образом, они часто используются разработчиками программного обеспечения, а также проектировщиками систем для оценки производительности сложной системы.
Конечные автоматы применимы в торговых автоматах, видеоиграх, светофорах, контроллеры в CPU, парсинг текста, анализ протокола, распознавание речи , языковая обработка и т. д.
Преимущества конечного автомата
В преимущества конечного автомата включая следующее.
- Конечные машины гибкие
- Легко перейти от значимого абстрактного к выполнению кода
- Низкая нагрузка на процессор
- Легкое определение достижимости состояния
Недостатки конечного автомата
В недостатки конечного автомата включая следующее
- Ожидаемый характер детерминированных конечных автоматов может быть не нужен в некоторых областях, таких как компьютерные игры.
- Реализацией огромных систем с использованием конечных автоматов трудно управлять, не имея представления о дизайне.
- Не применимо для всех доменов
- Порядок государственных преобразований негибкий.
Таким образом, это все о конечные автоматы . Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что синхронные последовательные схемы влияют на свои состояния для каждого положительного или отрицательного преобразования сигнала CLK в зависимости от входа. Таким образом, это поведение можно обозначить в графической форме, известной как диаграмма состояний. Другое название синхронной последовательной схемы - FSM (конечный автомат). Вот вам вопрос, какие свойства конечного автомата ?
