Эвристический алгоритм состоит из следующих шагов.


 

1.Строим матрицу , состоящую из всех пар номеров (i, j), для которых р(i, j) ¹ 0 (т.е. в автомате есть переход из аi в аj или наоборот) и i<j. Для каждой пары в матрице указываем ее вес р(i, j), совпадающий с весом ребра соединяющего аi и аj.

 

    i j p(i,j)
   
   
T =
   
   
   
   
   

 

2.Упорядочим строки матрицы , для чего построим матрицу следующим образом. В первую строку матрицы поместим пару (a,b) с наибольшим весом р(a,b). В нашем случае (a,b) = (2,3), р(2,3) = 3. Из всех пар, имеющих общий компонент с парой (a,b) выбирается пара (g,d) с наибольшим весом и заносится во вторую строку матрицы . Ясно, что {a,b}×{g,d}¹0. Затем из всех пар, имеющих общий компонент хотя бы с одной из внесенных уже в матрицу пар выбирается пара с наибольшим весом и заносится в матрицу и т.д.. В случае равенства весов пар вычисляются суммы весов компонентов пар (весом р(a) компонента a называется число появлений a в матрице ) и в матрицу заносится пара с наибольшей суммой весов. В рассматриваемом автомате на второе место вслед за парой (2,3) претендуют пары: (1,2) с р(1,2) = 2; (3,4) с р(3,4) = 2, (3,5) с р(3,5) = 2.

Для определения того, какая пара займет второе место в матрице находим веса компонентов пар:

р(1) = 3 р(2) = 3 р(1) + р(2) = 6

р(3) = 4 р(4) = 2 р(3) + р(4) = 6

р(3) = 4 р(5) = 2 р(3) + р(5) = 6

В данном случае для всех пар совпадают и их веса и веса их компонентов. Поэтому на второе место матрицы может быть поставлена любая из пар (1,2), (3,4), (3,5). Но тогда на 3-м и 4-м будут остальные две. Выполнив упорядочивание всех пар, получим матрицу в виде:

    i j p(i,j)
   
   
M =
   
   
   
   
   

 

3. Определяем разрядность кода для кодирования состояний автомата (количество элементов памяти – триггеров). Всего состояний M=5. Тогда

R = ]log2M[ = ]log25[ =3.

Закодируем состояния из первой строки матрицы следующим образом: K2 = K(а2) = 000; K3 = K(а3) = 001.

Для удобства кодирования будем иллюстрировать этот процесс картой Карно:

 

 

4.Вычеркнем из матрицы первую строку, соответствующую закодированным состояниям а2 и а3. Получим матрицу .

 

    i j p(i,j)
   
   
M’ =
   
   
   
   

5.В силу упорядочивания п.2 в первой строке закодирован ровно один элемент. Выберем из первой строки незакодированный элемент и обозначим его g. (В нашем случае g = 1).

6.Строим матрицу , выбрав из строчки, содержащие g.

 

 

        i j p(i,j)
       
Mg = M’ =
       

 

Пусть Bg = {g1,...,gF} – множество элементов из матрицы , которые уже закодированы. Их коды Кg1,..., KgF соответственно. В нашем случае:

Bg = B3 = {2,3} K2 = 000 K3 = 001.

 

7.Для каждого Kgf (f=1, ..., F) найдем – множество кодов, соседних с и еще не занятых для кодирования состояний автомата. (Для соседних кодов кодовое расстояние d=1).

K2 = 000 = {100, 010}

K3 = 001 = {011, 101}.

Построим множество

Если оказывается, что , то строим новое множество , где – множество кодов, у которых кодовое расстояние до кода равно 2 и т.д..

8.Для каждого кода из множества Dg находим кодовое расстояние до кода .

 

K2 = 000 K3 = 001

d(100, 000) = 1 d(100, 001) = 2

d(010, 000) = 1 d(010, 001) = 2

d(011, 000) = 2 d(011, 001) = 1

d(101, 000) = 2 d(100, 001) = 1

 

 

9.Находим значение функции w для каждого кода из множества Dg.

 

 

10.Из множества Dg выбираем код Kg, у которого получилось минимальное значение w в п.9. Выбираем код для состояния a1 К1 =100.

 

 

 

11.Из матрицы вычеркиваем строки, в которых оба элемента уже закодированы, в результате чего получим новую матрицу . Если в новой матрице не осталось ни одной строки, то кодирование закончено. В противном случае возвращаемся к п.5. В нашем случае имеем:

 

    i j p(i,j)
   
   
M’ =
   
   

 

 

К2 = 000 = {010}

K3 = 001 = {011, 101}

 

 

K2 = 000 K3 = 001

d(010, 000) = 1 d(010, 001) = 2

d(011, 000) = 2 d(011, 001) = 1

d(101, 000) = 2 d(101, 001) = 1

 

 

Выбираем К4 = 101.

 

 

 

 

 

К1 = 100 = {110}

K2 = 000 = {010}

К3 = 001 = {011}

 

 

К1 = 100 K2 = 000 K3 = 001

d(110, 100) = 1 d(110, 000) = 2 d(110, 001) = 3

d(010, 100) = 2 d(010, 000) = 1 d(010, 001) = 2

d(011, 100) = 3 d(011, 000) = 2 d(011, 001) = 1

 

 

Выбираем К5 = 011.

 

 

Т.к. все состояния автомата закодированы, то работа алгоритма заканчивается. Общее количество переключений триггеров:

Минимально возможное количество переключений (если бы состояния были закодированы соседним кодированием)

Коэффициент эффективности кодирования:

Рассмотренный алгоритм кодирования является машино-ориентированным, существуют программы, реализующие этот алгоритм.

Необходимо отметить в заключении, что использование алгоритма кодирования для D-триггеров или эвристического алгоритма для других типов триггеров обеспечивает наиболее простую с точки зрения реализации схему, но при этом возможны гонки. Для радикального устранения последних используют аппаратные методы – триггеры с двойной памятью: триггеры, управляемые фронтом и т.д..



Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 452;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.018 сек.