Automate

A. AUTOMATE

Despre o maşină sau instalaţie care realizează o serie de sarcini fără intervenţie umană se spune că este automatizată .

Automatizarea unei maşini , instalaţii sau proces presupune realizarea unui bloc de comandă numit automat , care , în urma prelucrării unor semnale ce i se aplică pe intrări , emite la ieşirile sale semnale de comandă prin care determină realizarea unor sarcini . Semnalele de la intrările şi ieşirile unui automat reprezintă informaţii , dar care sunt prezentate într-o formă accesibilă automatului , ca de exemplu reprezentarea prin numere binare .

Orice mărime de intrare poate fi codificată în binar şi de aceea , în ceea ce urmează , ne vom referi doar la reprezentarea binară a informaţiei .

Din cele prezentate rezultă următoarea :

Definiţie

Un dispozitiv de prelucrare a informaţiei se numeşte automat .

Fiecare semnal binar de informaţie poate avea doar două valori logice notate şi .

Controlul unei activităţi automatizate , impune ca automatul , în funcţie de valorile logice a semnalelor aplicate pe intrări la un moment , să emită la momentul , anumite valori logice pe ieşirile sale .

Funcţionarea unui automat este deci descrisă în timp printr-o succesiune de etape distincte numite secvenţe , în care se efectueaza anumite sarcini , spunându-se că automatul are o funcţionare secvenţială .

Fiecare sarcină dintr-o secvenţă va fi comandată de automat printr-o anumită combinaţie a semnalelor logice de la ieşiri , sub acţiunea unei anumite combinaţii a semnalelor logice de la intrări.

Definiţii

a) Mulţimea a combinaţiilor între semnalele de intrare admise de automat se numeşte alfabet de intrare .

b) Mulţimea a combinaţiilor între semnalele de ieşire pe care le poate asigura automatul se numeşte alfabet de ieşire .

Ca dispozitiv de prelucrare a informaţiei , automatul este o grupare de circuite logice interconectate , care la un moment dat se află în stări logice precise determinând o stare internă a automatului . Un automat se caracterizează prin mulţimea a stărilor sale interne , în care se poate afla .

Definiţie

Mulţimea a stărilor interne ale unui automat se numeşte mulţime de stare .

Rezultă că o combinaţie logică a semnalelor de ieşire la un moment este determinată atât de combinaţia logică a semnalelor de intrare , cât şi de starea internă a automatului de la momentul t . De asemenea , sub acţiunea combinaţiei logice de intrare de la momentul t , circuitele automatului îşi vor modifica nivelele logice , determinând la momentul altă stare internă pentru automat .

Circuitele automatului realizând prelucrări logice , rezultă că ieşirea este rezultatul unei funcţii logice g , iar starea internă este rezultatul unei funcţii logice f .

Pe baza consideraţiilor de mai sus se poate scrie :

Cunoscând funcţiile şi se poate prevedea funcţionarea automatului .

Un automat realizează deci funcţia de memorare a stării interne în care a ajuns (capacitatea sa de memorare fiind limitată datorită numărului finit de circuite componente) .

Rezultă că pentru un automat , din punct de vedere matematic , se poate da următoarea :

Definiţie

Se numeşte automat în sens Mealy , gruparea ordonată , în care este mulţimea combinaţiilor semnalelor de intrare , numită alfabet de intrare , este mulţimea combinaţiilor semnalelor de ieşire , numită alfabet de ieşire , este mulţimea stărilor interne , este funcţia de tranziţie prin care se determină starea interna în care va trece automatul după aplicarea unei intrări , iar este funcţia de ieşire ce indică ieşirea pe care o generează automatul sub acţiunea unei intrări .

Un automat Mealy se reprezintă ca în fig.1-A, unde prin s-au notat circuitele logice combinaţionale ce materializează funcţiile de tranziţie f şi de ieşire g .

Fig.1-4A Automat Mealy

Fig.2-4A Automat Moore

Un caz particular de automat Mealy este automatul Moore , care diferă de un automat Mealy prin funcţia de ieşire Reprezentarea unui automat Moore este dată în fig.2-A .

Definiţii

a) Numărul de elemente al mulţimii se numeşte cardinal şi se notează Card , iar pentru , Card .

b) Automatul se numeşte automat iniţial dacă există o singură stare de la care se pune în funcţiune automatul , adică dacă Card , unde este mulţimea stărilor din care poate porni automatul .

c) Un automat se numeşte automat slab iniţial dacă există cel puţin două stări din care poate porni , adică Card .

d) Un automat se numeşte automat neiniţial , dacă poate porni din orice stare a sa , adică : Card = Card .

e) Un automat se numeşte automat autonom sau orologiu dacă evoluţia lui este independentă de intrare , adică Card .

Observaţie

Denumirea de orologiu dată unui automat autonom se datoreşte faptului că , indiferent din care stare porneşte , secvenţa de ieşire este periodică .

f) Un automat se numeşte Z-determinist dacă prin tranziţie trece într-o singură stare , adică :