В.А. Райхлин1

1 КНИТУ им. А.Н. Туполева (г. Казань, Россия)

Постановка проблемы. Исходное задание на синтез автомата в составе системы автоматического управления представляется всегда рекурсивно в виде множества правил, т.е. неформально. При этом задача синтеза конечного автомата алгоритмически неразрешима и требует привлечения элементов эвристики. Базой затронутых исследований является методология конструктивного моделирования систем, которая утверждает правомерность декларации выверенных постулатов как закономерностей, справедливых в меру накопленных знаний и опыта. Это делает найденный конструктивный метод адекватным решаемой задаче на текущий период времени.

Цель. Рассмотреть перспективные подходы к синтезу и программному моделированию цифровых автоматов.

Результаты. Дано постулирование объектного определения состояний автоматов. Показана существенная детерминизация известного эвристического подхода к их синтезу, а также трансформация неформальной модели синтеза в постулируемую фреймово-продукционную модель для релевантного представления знаний в системе искусственного интеллекта, автоматизирующей процедуру синтеза сложных задач. Представлено исключение из процесса моделирования неформально заданных автоматов сложных этапов абстрактного и структурного синтеза путем перехода к программным моделям. Приведено структурирование формирования базы знаний таких моделей введением еще одного постулата.

Практическая значимость. Представлен обзор развитых эффективных подходов к синтезу неформально заданных автоматов, к созданию интерактивной системы синтеза, к использованию программных моделей автоматов для реализации логического управления защитой малых беспилотных летательных аппаратов (МБЛА) в экстремальных ситуациях.

Райхлин В.А. Синтез и программное моделирование цифровых автоматов // Нелинейный мир. 2023. Т. 21. №2. С. 5-22. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202302-01

1. Райхлин В.А. Конструктивное моделирование – релевантный подход к синтезу сложныхсистем // Нелинейный мир. 2022. Т. 20. № 4. С. 5-21. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202204-01.
2. Глушков В.М. Синтез цифровых автоматов. М.: Физматгиз. 1962. 476 c.
3. Айзерман М.А., Гусев Л.А., Таль А.А. и др. Логика. Автоматы. Алгоритмы. М.: Физматгиз. 1963. 556 c.
4. Кобринский Н.Е., Трахтенброт Б.А. Введение в теорию конечных автоматов. М.: Физматгиз. 1962. 404 c.
5. Мелихов А.Н. Ориентированные графы и конечные автоматы. М.: Наука. 1971. 416 с.
6. Спивак М.А. Алгоритм абстрактного синтеза автоматов для расширенного языка регулярных выражений // Известия АН СССР. Сер. Техническая кибернетика. 1965. № 1.
7. Church A. Application of recursive arithmetic in the theory of computers and automata. Univ. Michigan. 1958. 7 p.
8. Moisil Gr.C. Teoria algebrica a mecanismelor automate. Editura tehnica. Bucuresti. 1959. 703 p.
9. Winston P.H. Artificial intelligence. Addison-Wesley Pub. Co. 1992. 737 p.
10. Huffman D.A. The synthesis of sequential switching circuits // J. Franklin Inst. 1954. V. 257. № 3-4. P. 161–190, 275–303.
11. Samuel H. Caldwell. Switching circuits and logical design. New York: Wiley. 1958. 686 p.
12. Unger S.H. Asynchronous Sequential Switching Circuits. New York: Wiley-Interscience. 1969. 290 p.
13. Райхлин В.А. Конструктивное моделирование систем. Казань: Изд-во «Фəн» («Наука») АН РТ. 2005. 304 с.
14. Тейз А., Грибомон П., Юлен Г. и др. Логический подход к искусственному интеллекту: от модальной логики к логике баз данных: Пер. с англ. М.: Мир. 1998.  494 с.
15. Raikhlin V.A. Automaton synthesis from a nonformal specification // Cybernetics and Systems Analysis. July 1994. V. 30. Is. 4. P. 496-504.
16. Представление и использование знаний: Пер.с англ. / Под. ред. Х. Уэно, М. Исидзука. М.: Мир. 1989. 220 с.
17. Райхлин В.А., Морозов А.В. Фреймово-продукционная модель синтеза автоматов // Вестник КГТУ им. А.Н. Тупо-лева. 2001. № 3. С. 5-13.
18. Морозов А.В. О реализуемости фреймовой модели синтеза автоматов в инструментальной среде СУБД // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 2003. № 2. С. 63–68.
19. Валиуллина Л.Р., Райхлин В.А. Программное моделирование цифровых автоматов по неформальному заданию как основа их валидации // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 2011. № 1. С. 164-173.
20. Райхлин В.А. К вопросу устранения риска сбоя в синхронных последовательностных схемах // Микроэлектроника. 1996. № 5. C. 392-400.
21. Jeffrey E.F. Friedl. Mastering Regular Expressions. 3rd Edition. O’Reilly Media. 2006. 535 p.
22. Клини С. Представление событий в нервных сетях и конечных автоматах / В кн.: Автоматы: Пер. с англ. / Под ред. К.Э. Шеннона, Дж. Маккарти. М.: ИЛ. 1956. 404 с.
23. Райхлин В.А., Фадеев К.А. Формирование базы знаний программных моделей неформально заданных автоматов // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 2016. № 1. С. 136-142.
24. Shalyto A.A. Logic Control and "Reactive" Systems: Algorithmization and Programming // Automation and Remote Control. 2001. № 1. P. 1-29.
25. Воронков Ю.С., Воронков О.Ю. Миниатюрные беспилотные летательные аппараты и особенности их создания // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 10-1. С. 144-147.