Plik maszyny skończone (FSM) są istotne dla zrozumienia logiki podejmowania decyzji, a także sterowania systemami cyfrowymi. W FSM wyjścia, jak również następny stan, są stanem obecnym i funkcją wejścia. Oznacza to, że wybór następnego stanu zależy głównie od wartości wejściowej i siły, co prowadzi do większej wydajności systemu złożonego. Podobnie jak w logice sekwencyjnej, do podjęcia decyzji o wyniku potrzebujemy historii danych wejściowych z przeszłości. Dlatego FSM okazuje się bardzo chętny do współpracy w zrozumieniu sekwencyjnych ról logicznych. Zasadniczo istnieją dwie metody rozmieszczania pliku sekwencyjne projektowanie logiczne mianowicie mączna maszyna, a także więcej maszyn. W tym artykule omówiono teorię i implementację maszyny skończonej lub FSM, typy, przykłady maszyn skończonych , zalety i wady.
Co to jest FSM (Finite State Machine)?
Plik Definicja maszyny skończonej to , termin automat skończony (FSM) jest również znany jako skończony stan automatyzacja . FSM to model obliczeniowy, który można wykonać za pomocą innego oprogramowania sprzętowego. Służy do tworzenia logiki sekwencyjnej, a także kilku programów komputerowych. FSM są wykorzystywane do rozwiązywania problemów w dziedzinach takich jak matematyka, gry, językoznawstwo i sztuczna inteligencja. W systemie, w którym określone dane wejściowe mogą powodować określone zmiany stanu, które można oznaczyć za pomocą FSM.
Maszyna skończona
To diagram automatu skończonego wyjaśnia różne warunki kołowrotu. Za każdym razem, gdy wrzucenie monety do kołowrotu odblokuje go, a po naciśnięciu kołowrotu, zacznie się ryglować. Umieszczenie monety w odblokowanym kołowrotku, w przeciwnym razie naciskanie na przykręcony kołowrót nie zmieni jego stanu.
Typy maszyn skończonych
Maszyny o skończonych stanach są podzielone na dwa typy, takie jak Maszyna stanu Mealy i Maszyna stanu Moore'a .
Mealy State Machine
Gdy wyjścia zależą od bieżących wejść, a także stanów, wówczas FSM można nazwać maszyną stanu mącznego. Poniższy diagram to schemat blokowy maszyny stanu mącznego . Schemat blokowy maszyny stanu mącznego składa się z dwóch części, a mianowicie logika kombinacyjna jak również pamięć. Pamięć w maszynie może służyć do dostarczania niektórych z poprzednich wyjść jako kombinacyjnych wejść logicznych.
Schemat blokowy maszyny stanu Mealy'ego
W oparciu o bieżące wejścia oraz stany, ta maszyna może wytwarzać wyjścia. Zatem wyjścia mogą być odpowiednie tylko przy dodatnim lub ujemnym sygnale CLK. Diagram stanu automatu mącznego jest pokazany poniżej.
Diagram stanów maszyny stanowej Mealy'ego
Diagram stanu maszyny stanów mącznych zawiera głównie trzy stany, a mianowicie A, B i C. Te trzy stany są oznaczone w okręgach, a każdy okrąg komunikuje się z jednym stanem. Konwersje między tymi trzema stanami są oznaczane przez skierowane linie. Na powyższym schemacie wejścia i wyjścia są oznaczone jako 0/0, 1/0 i 1/1. W oparciu o wartość wejściową istnieją dwie konwersje z każdego stanu.
Ogólnie rzecz biorąc, ilość wymaganych stanów w maszynie mącznej jest mniejsza lub równa liczbie wymaganych stanów w maszynie stanu Moore'a. Dla każdej maszyny stanu Mealy istnieje równa maszyna stanu Moore'a. W efekcie, kierując się koniecznością, możemy zatrudnić jednego z nich.
Maszyna stanu Moore'a
Gdy wyjścia zależą od aktualnych stanów, FSM można nazwać jako Maszyna stanu Moore'a . Plik Schemat blokowy maszyny stanu Moore'a pokazano poniżej. Schemat blokowy maszyny stanu Moore'a składa się z dwóch części, mianowicie logiki kombinacyjnej oraz pamięci.
Schemat blokowy maszyny stanu Moore'a
W takim przypadku bieżące wejścia, jak również bieżące stany, będą decydować o kolejnych stanach. Zatem, w zależności od dalszych stanów, ta maszyna będzie generować wyjścia. Tak więc wyniki tego będą miały zastosowanie po prostu po konwersji stanu.
Plik Diagram stanu maszyny stanu Moore'a pokazano poniżej. W powyższym stanie diagram zawiera cztery stany, takie jak mączysta maszyna stanów, a mianowicie A, B, C i D. Cztery stany, jak również poszczególne wyjścia są umieszczone w kółkach.
Diagram stanów maszyny stanowej Moore'a
Na powyższym rysunku są cztery stany, a mianowicie A, B, C i D. Te stany i odpowiednie wyjścia są oznaczone wewnątrz kółek. Tutaj po prostu wartość wejściowa jest oznaczana przy każdej konwersji. Na powyższym rysunku uwzględniono dwie konwersje z każdego stanu w zależności od wartości wejściowej.
Ogólnie rzecz biorąc, liczba wymaganych stanów w tej maszynie jest większa niż w innym przypadku równoważna wymaganej liczbie stanów w maszynie stanów mącznych
Ogólnie liczba wymaganych stanów w tej maszynie jest większa niż w innym przypadku równoważna wymaganym stanom w MSM (maszyna stanu Mealy) . Każdemu automatowi stanu Moore'a odpowiada odpowiadająca mu maszyna stanu Mealy. Dzięki temu w zależności od potrzeby możemy skorzystać z jednego z nich.
Dla każdej maszyny stanu Moore'a istnieje równa maszyna stanów mącznych. W efekcie, kierując się koniecznością, możemy zatrudnić jednego z nich.
Aplikacje maszyn skończonych
Plik aplikacje maszyn skończonych obejmują głównie następujące.
FSM są używane w grach, w których są najbardziej znane sztuczna inteligencja , ale są one również częste przy wykonywaniu nawigacji podczas analizowania tekstu, obsługi danych wejściowych klienta, a także w protokołach sieciowych.
Są one ograniczone mocą obliczeniową i mają dobrą cechę, ponieważ są stosunkowo łatwe do rozpoznania. Dlatego są często używane przez programistów, a także projektantów systemów do podsumowania wydajności trudnego systemu.
Automaty skończone mają zastosowanie w automatach sprzedających, grach wideo, sygnalizacjach świetlnych, kontrolerów w CPU, parsowanie tekstu, analiza protokołu, rozpoznawanie mowy , przetwarzanie języka itp.
Zalety maszyny skończonej
Plik zalety maszyny skończonej obejmują następujące elementy.
- Maszyny skończone są elastyczne
- Łatwe przejście od znaczącego streszczenia do wykonania kodu
- Niskie obciążenie procesora
- Łatwe określanie osiągalności stanu
Wady skończonej maszyny stanowej
Plik wady maszyny skończonej obejmują następujące elementy
- Oczekiwany charakter deterministycznych maszyn skończonych może nie być potrzebny w niektórych obszarach, takich jak gry komputerowe
- Wdrażanie ogromnych systemów przy użyciu FSM jest trudne do zarządzania bez żadnego pomysłu na projekt.
- Nie dotyczy wszystkich domen
- Rozkazy konwersji stanu są nieelastyczne.
A więc o to chodzi maszyny skończone . Na podstawie powyższych informacji możemy wreszcie wywnioskować, że synchroniczne układy sekwencyjne wpływają na swoje stany dla każdej dodatniej, inaczej ujemnej konwersji sygnału CLK w zależności od wejścia. Tak więc to zachowanie można wyrazić w formie graficznej, która jest znana jako diagram stanu. Inną nazwą synchronicznego obwodu sekwencyjnego jest FSM (maszyna skończona). Oto pytanie do ciebie, jakie są właściwości FSM ?
