Автомат

StG-44 — один з перших автоматів

Автома́т (від грец. αὐτόματος — самодіючий) — пристрій чи сукупність пристроїв, які виконують за заданим алгоритмом без безпосередньої участі людини всі операції в процесах отримання, перетворення, передавання та використання енергії, матеріалів або інформації.

Загальна характеристика

Програма автомата задається в його конструкції (годинник, торговий автомат) або ззовні — за допомогою носіїв інформації, копіювальними або моделювальними пристроями.

У кібернетиці автомат — математична модель реально існуючих або принципово можливих систем, які здійснюють перетворення дискретної інформації. Автомат — схематизований алгоритм, обчислення за яким можна розглядати як деякий процес, що описується своєю множиною станів, початковим станом і правилами переходу зі стану до стану. Ці переходи можуть виконуватися залежно від зовнішніх впливів (вхідних даних), під впливом деякого випадкового механізму або в інший спосіб, наприклад, за вибором деякої «живої істоти». Процес, у якому переходи виконуються під впливом зовнішніх дій, моделюється за допомогою автомата.

Структура

Автомат складається з трьох частин — вхідної стрічки, керувального пристрою зі скінченною пам’яттю й допоміжної, або робочої, пам’яті. Вхідну стрічку можна розглядати як лінійну послідовність кліток або комірок, кожна з яких містить точно один вхідний символ з деякого скінченного вхідного алфавіту. За допомогою вхідної стрічки зображається інформація, що надходить на вхід автомата. Вхідна голівка у кожний момент читає одну вхідну комірку. За один крок роботи автомата вхідна голівка може зміститися на одну комірку вліво, залишитися нерухомою або зміститися на одну комірку вправо. Автомат, який ніколи не переміщує свою вхідну голівку вліво, називається одностороннім.

Пам’ять автомата — структура, в якій записуються, зберігаються та зчитуються додаткові дані, що їх автомат використовує під час роботи. Для кожного виду автомата строго визначено тип пам’яті, функції доступу до неї та її перетворення. Автомат може не мати пам’яті. Тип пам’яті часто визначає назву автомата. Керувальний пристрій складається зі скінченної множини станів і відображень, які залежно від попередньої конфігурації дають змогу визначити нову конфігурацію автомата, напрямок переміщення вхідної голівки (якщо вона не одностороння), інформацію для друкування (якщо в автоматі передбачено функцію друкування), інформацію, що заносять у пам’ять і витягують з пам’яті (якщо автомат має робочу пам’ять).

Застосування

Автомати часто використовують для роботи у важкодоступних чи зовсім не доступних для людини сферах (радіоактивні зони, космос, окремі види металургійного та гірничого виробництва) і в умовах, небезпечних для життя та здоров’я людини. Використання автоматів сприяє зростанню продуктивності та поліпшенню умов праці, підвищенню точності та якості технологічних процесів і відповідних виробів, зростанню надійності й загальної культури виробництва та кваліфікації персоналу.

Використання автомата дає змогу моделювати багато машин, зокрема, складники комп’ютера, дослідити питання розв’язаності та складності різних задач. Автомат також використовують під час дослідження граматичної структури мов.

Додатково

Література

  1. Глушков В. М. Введение в кибернетику. Київ : Вид-во Академії наук УРСР, 1964. 324 с.
  2. Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции: в 2-х т. Москва : Мир, 1978. Т. 1: Синтаксический анализ. 612 с.
  3. Гостев В. И. Системы управления с цифровыми регуляторами. Київ : Техніка, 1990. 280 с.
  4. Капітонова Ю. В., Кривий С. Л., Летичевський О. А. та ін. Основи дискретної математики. Київ : Наукова думка, 2002. 560 с.
  5. Хопкрофт Дж., Мотвани Р., Ульман Дж. Введение в теорію автоматов, языков и вычислений / Пер. с англ. Москва : Вильямс, 2002. 528 с.
  6. Бондаренко М. Ф., Білоус Н. В., Руткас А. Г. Комп'ютерна дискретна математика. Харків : СМІТ, 2004. 480 с.
  7. Попович М. Г., Ковальчук О. В. Теорія автоматичного керування. Київ : Либідь, 2007. 656 с.

Автор ВУЕ