Рис. 4. Стандартная реализация автомата Мили
Вообще следует отметить, что в формальном плане доказательство утв. 6 можно не проводить столь детально, поскольку утв. 5 дает вполне достаточный базис для доказательства реализуемости всех компонентов автомата Мили. синхронизирующий сигнал гетерогенный автомат
Наличие внешних синхронизирующих сигналов в гетерогенных автоматах, способных работать в режиме самосинхронизации, конечно, ухудшает качество системы в целом. Сигналы синхронизации появляются тогда, когда мы сталкиваемся с задачей разветвления или инверсии основных «информационных» сигналов. Таким образом, одна из важных задач оптимизации гетерогенных автоматов - максимальный их перевод на элементный базис «2И», т. е. на функциональности типа (1) из [1] с минимумом инверторов и разветвителей.
Облегчает задачу синхронизации компартментация - создание реальных границ, проницаемых для входных и выходных объектов-сигналов - как для отдельного гетерогенного автомата, так и для некоторой их совокупности.
Утверждение 7. Любая конечная система функциональностей химического типа, состоящая из схем, соответствующих записям (1) и/или (2) в [1], может быть преобразована в эквивалентную схему классического конечного автомата, реализованного на двоичных (булевских) логических элементах.
Простейший вариант доказательства истинности этого утверждения - провести индивидуализацию сигналов исходного автомата, т. е. приписать каждому сигналу во всех преобразованиях типа (1) и/или (2) из [1] уникальное двоичное кодовое имя и заменить все элементарные химические преобразования типа (1) и (2) на схемы сравнения соответствующих сигналов-имен с заданными. В случае совпадения поступившего извне сигнала-имени с заданным происходит генерирование новых сигналов-имен в соответствии с эмулируемыми химическими функциональностями (т. е. в соответствии с имитируемыми химическими реакциями и выполненной индивидуализацией сигналов). Все перечисленные операции элементарно реализуются в любой функционально-полной системе булевских функций.ю
Заключение. В статье показано, что, по крайней мере в теоретическом плане, сети (схемы) слабоструктурированных гетерогенных самосинхронных автоматов с индивидуальными именами объектов операций (СГСА с ИИОО), включая схемы химических реакций, заданные формами (1) и (2) в [1], могут быть заменены подходящими схемами обычных автоматов Мили или Мура, и наоборот - для конечных схем автоматов Мили или Мура можно подобрать соответствующие сети СГСА с ИИОО, выдающих определенные типы сигналов-объектов в ответ на определенные внешние сигналы-объекты и текущее состояние автомата. Однако в практическом плане гарантий реализации произвольных конечных схем классических автоматов Мили или Мура в соответствующих системах химических реакций данная статья не дает. Тем не менее полученный теоретический результат может рассматриваться как призыв к поиску таких подходов, поскольку из подобных сетей могут быть построены различные химические аналоги существующих вычислительных систем, включая самовоспроизводящиеся и саморазвивающиеся автоматы.
Библиографический список
Крылов С.М. Системный анализ гетерогенных слабоструктурированных автоматов I. Основные определения и свойства // Вестник СамГТУ. Сер. Технические науки. - Самара: СамГТУ, 2012. - № 1. - С. 17-23.
Крылов С.М. Синтез электронных блоков из гетерогенных компонентов // Труды 6-й межвузовск. научно-практ. конференции. - Самара: СамГТУ, 2007. - С. 116-119.
Крылов С.М., Сараев М.В. Синтез конфигурируемых блоков для аналого-цифровых систем-на-кристалле с использованием гетерогенных функциональных компонентов // ВестникСамарск. гос. техн. ун-та. Сер. Техн. науки. - Самара: СамГТУ, 2007. - № 2. - С. 58-63.
Крылов С.М., Сараев М.В. Функциональная полнота вычислительных систем // Труды 7-й межвузовск. научно-практ. конференции. - Самара: СамГТУ, 2008. - С. 194-197.
Алгебраическая теория автоматов, языков и полугрупп / Под ред. М.А. Арбиба. Пер. с англ. - М.: Статистика, 1975. - 335 с.