Дискретні (цифрові) автомати

Дискретними автоматами прийнято називати пристрої, що служать для перетворення дискретної інформації. У сучасних цифрових автоматах прийнято звичайно ототожнювати букви використовуваного стандартного алфавіту з цифрами тієї чи іншої системи числення (найчастіше двійковій або десятковій).Тому дискретні автомати прийнято також називати цифровими автоматами.

Основною якістю, виділяє дискретні автомати з числа всіх інших перетворювачів інформації, є наявність дискретної (при цьому у реальних автоматах завжди кінцевої) безлічі внутрішніх станів і властивості стрибкоподібного переходу автомата з одного стану в інший. Стрибкуватість переходу означає можливість трактувати цей перехід як миттєвий, причому як такий, що відбувається безпосередньо, минаючи будь-які проміжні стани.

Зміни станів цифрового автомата називаються вхідними сигналами, що виникають поза автомата і передаються в автомат за кінцевим числом вхідних каналів.

Результатом роботи цифрового автомата є видача вихідних сигналів, що передаються з автомата в зовнішні ланцюги за кінцевим числа вихідних каналів.

Цифровий автомата (першого або другого роду) називається правильним, якщо вихідний сигнал y(t) визначається лише одним його станом (a (t-1) або a (t)) і не залежить явно від вхідного сигналу x(t). Автомати першого роду звичайно також називають автоматами Міля, за ім'ям американського вченого, який вперше почав їх систематичне вивчення. Особливий інтерес на практиці мають правильні автомати другого роду, відомі зазвичай під більш короткою назвою - автоматів Мура.

Запам’ятовуючі пристрої

Призначення та визначення запам’ятовуючих пристроїв (ЗП)

Однією з функціональних частин цифрових систем є запам’ятовуючі пристрої (ЗП), які служать для прийому, зберігання і видачі інформації.

Для короткочасного зберігання невеликих обсягів кодових слів зазвичай використовують регістри. При необхідності тривалого збереження і збереження великого обсягу інформації застосовують запам’ятовуючі пристрої, виконані на спеціалізованих ІС. Застосування ЗП дозволяє максимально спростити апаратну частину електронних пристроїв.

Основні параметри ЗП

Будь-який ЗП характеризується рядом параметрів. Розглянемо основні з них.

Ємність ЗП (М) – визначає максимально можливий об’єм інформації, що зберігається в ньому.

Одиницею виміру кількості інформації є 1 біт. Це кількість інформації, що відповідає одному розряду двійкового числа. Зазвичай інформація, що дорівнює 1 біту, зберігається в елементарному запам’ятовуючому елементі.

Динамічні характеристики ЗП в загальному випадку визначаються великим числом різноманітних часових параметрів, основними серед яких є час вибірки (звертання) і час циклів адресів в режимах читання та запису.

Час вибірки t_A - інтервал часу між подачею на вхід пам’яті заданого сигналу та отриманням на виході даних, при умові, що всі останні сигнали подані.

Згідного даного визначення час вибірки можна визначити відносно будь-якого сигналу з необхідних для роботи пам’яті.

Час циклу адреси в режимі запису - мінімальний час співпадання сигналів на керуючих входах пам’яті, необхідне для надійного запису в неї інформації.

Час циклу адреси в режимі зчитування - визначається аналогічно.

Для надійної роботи ЗП необхідно дотримуватись окремих часових співвідношень між різними керуючими сигналами. Ці співвідношення задаються часом циклу (t_SY), часом встановлення (t_SU), тривалістю дії (t_W) та часом збереження (t_V).

Рис. 9 Типові часові діаграми роботи ЗП в режимах запису та зчитування

Під вказаними параметрами розуміють:

t_SY – інтервал часу між початками сигналів на будь-якому керуючому вході ІС;

t_SY, t_V - інтервали, відповідно між початками та закінченнями двох різних керуючих сигналів;

t_V – тривалість дії заданого сигналу керування.

Говорячи про швидкодію пам’яті, необхідно пам’ятати, що перш ніж зчитати інформацію, необхідно знайти її місце розташування в ЗП.

При розробці ЗП застосовується метод довільного доступу, при якому час вибірки постійний і не залежить від місця розташування інформації в масиві.

Класифікація ЗП

За функціями, які виконуються, ЗП можна класифікувати на:

оперативні запам’ятовуючі пристрої (ОЗП);