УДК 004.94

РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ПУЛЬТОМ ОТ МУЗЫКАЛЬНОГО ЦЕНТРА

Наделяева Елена Викторовна
Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема

Аннотация
Статья посвящена описанию разработки компьютерной модели на основе теории автоматов. Показаны этапы решения данной задачи и реализация в среде программирования. Компьютерная модель управления пультом разработана на основе switch-технологии.

Ключевые слова: модель, теория автоматов


DEVELOPMENT OF A COMPUTER MODEL OF MANAGEMENT CONTROL OF THE MUSIC CENTER

Nadelyaeva Elena Victorovna
Sholom-Aleichem Priamursky State University

Abstract
This article describes the development of a computer model based on the theory of automata. Shows the steps to solve this problem and the implementation in a programming environment. Computer model of the remote control is designed for switch-based technology.

Keywords: automata theory, model, switch-technology, switch-технология


Библиографическая ссылка на статью:
Наделяева Е.В. Разработка компьютерной модели управления пультом от музыкального центра // Современная техника и технологии. 2014. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/05/3601 (дата обращения: 08.02.2019).

Теория автоматов, получившая распространение в программировании как switch-технология позволяет достаточно быстро и без ошибок спроектировать поведение системы. Такой подход применяется в разработке больших систем со сложным поведением в различных ситуациях. Поэтому изучение и применение switch-технологии актуально.
Основная задача в работе смоделировать имитирующее устройство для управления пульта от музыкального центра.
Автоматное программирование было предложено А.А.Шалыто [1] в 1991 г. Современные положения методологии представлены в [2]. Проблемами применения switch-технологии занимались российские и зарубежные ученые. В.А.Татарчевский исследовал switch-технология в задачах логического управления [3]. Д.А.Милехин, Ю.С.Смагин, А.А.Гоман, О.Ю.Шатковский описали унификацию алгоритмов функций логики микропроцессорных систем централизации с использованием switch-технологии [4]. Применение switch-технологии для разработки логической модели управления процессом загрузки шпона рассмотрел Б.М.Шифрин [5]. Р.И.Баженов, М.А.Афанасьева. Л.С.Гринкруг показали применение автоматной технологии в программировании мастеров и интеллектуальной обработки данных [6-10]. Применение теории конечных автоматов при моделировании сложных систем с использованием программы Stateflnhtk рассмотрел М.Д.Казаненко [11]. Автоматное программирование с использованием динамических языков программирования исследовал О.Г.Степанов [12]. 
Опишем состояния, входные и выходные сигналы.

Таблица 1 – Состояния, входные и выходные сигналы
Состояние
A1
Выключено
A2
Включено
А3
Играет музыка
А4
Пауза
Входные сигналы
Z1
Вкл/выкл
Z2
Следующий трек
Z2
Следующий трек
Z3
Предыдущий трек
Z4
Громкость +
Z5
Громкость -
Z6
Цифровая кнопка
Z7
Пауза
Z8
Передача трека
Выходные сигналы
W1
Включить
W2
Выключить
W3
Переключить трек
W4
Изменить громкость
W5
Перейти на трек
W6
Остановить трек
W7
Продолжить трек

Представим работу цифрового автомата графом состояний (рис.1).

Рисунок 1 – Граф состояний автомата

Выполним структурный синтез автомата, заданного своими таблицами переходов и выходов.

Таблица 2 – Переходы и выходы
a1
a2
a3
a4
a1
a2
a3
a4
Z1
A2
A1
A1
-
Z1
w1
w2
w2
-
Z2
-
A2
-
-
Z2
-
w3
-
-
Z3
-
A2
-
-
Z3
-
w3
-
-
Z4
-
A2
-
-
Z4
-
w4
-
-
Z5
-
A2
-
-
Z5
-
w4
-
-
Z6
-
A3
A3
-
Z6
-
w5
w5
-
Z7
-
A4
-
-
Z7
-
w6
-
-
Z8
-
-
A2
A2
Z8
-
-
w3
w7

Произведя необходимые расчеты [6] получаем набор булевых функций для структурной схемы автомата:

Y1 = 

Y2 = 

Y3 = 

D1 = 

D2 = 

В соответствии со структурной схемой (рис.2) разрабатываем компьютерную модель (рис. 3) в программной системе Electronics WorkBench [13].

Рисунок 2 – Структурная схема автомата

Рисунок 3 – Модель функциональной схемы автомата

На основе проведенного исследования, была разработана компьютерная модель пульта от музыкального центра на основе swicth-технологии (рис. 4).


Рисунок 4 – Модель цифрового автомата

В ходе написания программы была использована процедура avtomat, которая позволяет эффективно реализовать множественный выбор на основе оператора case [6].
В ходе исследования мы разработали компьютерные модели цифрового автомата по управлению пультом от музыкального центра. Результаты работы могут быть использованы при обучении студентов теории автоматов и switch-технологии.


Библиографический список
  1. Шалыто А. А. Программная реализация управляющих автоматов // Судостроительная промышленность. Серия «Автоматика и телемеханика». 1991. Вып.13. С.41 -42.  URL: http://is.ifmo.ru/works/switch_prr/
  2. Поликарпова Н. И., Шалыто А. А. Автоматное программирование. СПб.: Питер, 2009. 176 с.
  3. Татарчевский В. А. Switch-технология в задачах логического управления // Программные продукты и системы. 2006. № 4. С. 13.
  4. Милехин Д. А., Смагин Ю. С., Гоман А. А., Шатковский О. Ю. Унификация алгоритмов функций логики микропроцессорных систем централизации с использованием switch-технологии // Проектирование и технология электронных средств. 2007. № 4. С. 59-63.
  5. Шифрин Б. М.  Применение switch-технологии для разработки логической модели управления процессом загрузки шпона // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2009. № 186. С. 151-155.
  6. Баженов Р. И. Методические рекомендации для выполнения курсовой работы по дисциплине «Теория автоматов». Биробиджан: Изд-во ДВГСГА, 2008. 20 с.
  7. Баженов Р. И. Интеллектуальные информационные технологии. Биробиджан: ПГУ им. Шолом-Алейхема, 2011. 176 с.
  8. Баженов Р. И., Афанасьева М. А. Разработка программной модели контроля дверей холодильника на основе теории автоматов // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 2014. №4(94).  С. 306-308.
  9. Баженов Р. И., Гринкруг Л. С. Информационная система Абитуриент-Деканат ФГБОУ ВПО «Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема» // Информатизация и связь. 2013. № 2. С. 97-99.
  10. Баженов Р. И., Гринкруг Л. С. Информационная система по расчету и распределению нагрузки профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО «Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема» // Информатизация и связь. 2012. №5. С. 75-78.
  11. Казаненко М. Д. Применение теории конечных автоматов при моделировании сложных систем с использованием программы Stateflow // Научный вестник Московского государственного горного университета. 2012. № 12. С. 37-42.
  12. Степанов О. Г. Автоматное программирование с использованием динамических языков программирования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2006. № 25. С. 37-43.
  13. Кардашев Г. А. Цифровая электроника на персональном компьютере. Electronics Workbench и Micro-Cap.  М.: Горячая Линия-Телеком, 2003. 311 с.


Все статьи автора «Наделяева Елена Викторовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: