Виртуалды сақтық машинасы (VSFM) – бақылау жүйесінің әрекетін сипаттауға арналған бағдарламалық құрал. Бақылау, құралдар және телекоммуникацияда қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Виртуалды шекті күй машинасы (VFSM) – виртуалды ортада анықталған шекті күй машинасы (FSM). VFSM тұжырымдамасы, кіріс бақылау қасиеттерінің және шығыс әрекеттерінің белгілі бір аттарын қолдана отырып, басқару жүйесінің қызметін сипаттауға арналған бағдарламалық сипаттама әдісін ұсынады. VFSM әдісі орындалу моделін енгізеді және орындалатын сипаттама идеясын жеңілдетеді. Бұл технология көбінесе күрделі машиналарды басқару, құралдар және телекоммуникация салаларында қолданылады.
A virtual finite state machine (VFSM) is a finite state machine (FSM) defined in a virtual environment. The VFSM concept provides a software specification method to describe the behaviour of a control system using assigned names of input control properties and output actions. The VFSM method introduces an execution model and facilitates the idea of an executable specification. This technology is mainly used in complex machine control, instrumentation, and telecommunication applications.
Бақылау қасиеттері
VFSM ортасындағы күй айнымалысы Бақылауға қатысты бір немесе бірнеше мәнге ие болуы мүмкін. Мұндай жағдайда ол кіріс айнымалысы болып табылады. Осы мәндер осы айнымалының басқару қасиеттері болып табылады. Басқару қасиеттері міндетті түрде нақты дерек мәндері емес, айнымалының белгілі бір күйлері болып табылады. Мысалы, цифрлық айнымалы мүмкін болатын бульдік мәндеріне сәйкес TRUE, FALSE және UNKNOWN сияқты үш басқару қасиетін беруі мүмкін. Сандық (аналогты) кіріс айнымалының қажетті мәндер диапазонына сәйкес ТӨМЕН, ЖОҒАРЫ, ДҰРЫС, БҰРЫШТАЛҒАН, БЕЛГІСІЗ сияқты басқару қасиеттері болады. Таймердің ең маңызды басқару мәні – оның OVER күйі (уақыт бітіп қалған); басқа мәндері ТОҚТАҒАН немесе ЖҮРІС ЖАЛҒАСТЫРУЫ мүмкін.
A state variable in the VFSM environment may have one or more values which are relevant for the Control—in such a case it is an input variable. Those values are the control properties of this variable. Control properties are not necessarily specific data values but are rather certain states of the variable. For instance, a digital variable could provide three control properties: TRUE, FALSE and UNKNOWN according to its possible boolean values. A numerical (analog) input variable has control properties such as: LOW, HIGH, OK, BAD, UNKNOWN according to its range of desired values. A timer can have its OVER state (time out occurred) as its most significant control value; other values could be STOPPED or RUNNING.
Іс-шаралар
VFSM ортасындағы басқа да күй айнымалылары әрекеттер арқылы белсендірілуі мүмкін – мұндай жағдайда ол шығыс айнымалысы болып табылады. Мысалы, цифрлық шығыстың екі әрекеті бар: True және False. Сандық (аналогты) шығыс айнымалысы үшін Set әрекеті қарастырылады. Кіріс және шығыс айнымалысы болып табылатын таймерді Start, Stop немесе Reset сияқты әрекеттер арқылы іске қосуға болады.
Other state variables in the VFSM environment may be activated by actions—in such a case it is an output variable. For instance, a digital output has two actions: True and False. A numerical (analog) output variable has an action: Set. A timer which is both: an input and output variable can be triggered by actions like: Start, Stop or Reset.
Логикалық өрнектің бағасы
Логикалық өрнектің мәні (true, false) OR кестесіндегі барлық AND жиынтықтарының VI жиынтығының ішкі жиынтығы болып табылуы тексеріледі.
The logical value (true, false) of a logical expression is calculated by testing whether any of the AND sets in the OR table is a subset of VI.
Виртуалды орта
Мемлекеттік атаулармен толықтырылған виртуалды атау және виртуалды шығыс, мінез-құлқы анықталатын виртуалды ортаны (ВЭ) құрайды.
The Virtual Name and Virtual Output completed by State Names create the Virtual Environment VE where the behaviour is specified.
VFSM орындау моделі
Белгілі бір жағдайда ғана болуы мүмкін барлық анықталған кіріс атауларының ішкі жиыны виртуалды кіріс немесе VI деп аталады. Мысалы, температура "өте төмен", "жақсы" немесе "өте жоғары" болуы мүмкін. Үш кіріс атауы анықталғанмен, олардың тек біреуі ғана нақты жағдайда болуы мүмкін. Осы біреуі VI құрайды. Белгілі бір жағдайда ғана болуы мүмкін барлық анықталған шығыс атауларының ішкі жиыны виртуалды шығыс немесе VO деп аталады. Бұл VFSM-нің ағымдағы әрекеттері арқылы жасалады. Мінез-құлқының сипаттамасы VFSM-нің барлық күйлерінің толыққанды мәліметтерін сипаттайтын күй кестесі арқылы құрылады. VFSM орындаушысы VI және VFSM-нің ағымдағы күйімен іске қосылады. Ағымдағы күйдің мінез-құлқы ескеріліп, VO орнатылады. 2-суретте VFSM орындаушысының бір мысалы көрсетілген. Осы іске асыру негізінде, мінез-құлқының әдеттегі ерекшеліктерін қарастыру қажет.
A subset of all defined input names, which can exist only in a certain situation, is called virtual input or VI. For instance temperature can be either "too low", "good" or "too high". Although there are three input names defined, only one of them can exist in a real situation. This one builds the VI. A subset of all defined output names, which can exist only in a certain situation is called virtual output or VO. This is built by the current action(s) of the VFSM. The behavior specification is built by a state table which describes all details of all states of the VFSM. The VFSM executor is triggered by VI and the current state of the VFSM. In consideration of the behavior specification of the current state, the VO is set. Figure 2 shows one possible implementation of a VFSM executor. Based on this implementation a typical behavior characteristics must be considered.
Мемлекеттік кесте
Күй кестесі VFSM күйінің барлық ерекшеліктерін анықтайды. Ол үш бағаннан тұрады: бірінші баған күй атауын, екінші баған кіріс атауларын оң логика алгебрасын қолдана отырып құрылған виртуалды шарттарды, ал үшінші баған шығыс атауларын көрсетеді.
A state table defines all details of the behavior of a state of a VFSM. It consists of three columns; the first column names the state, the second lists virtual conditions built out of input names using the positive logic algebra, and the third column contains the output names:
Күй атауы Шарт(тар) Әрекет(тер) Ағымдағы күй Кіру әрекеті Шығыс атауы(лары) Шығу әрекеті Шығыс атауы(лары) Виртуалды шарт Шығыс атауы(лары) Келесі күй атауы Виртуалды шарт Шығыс атауы(лары) Келесі күй атауы Виртуалды шарт Шығыс атауы(лары)
State Name Condition(s) Actions(s) Current state Entry action Output name(s) Exit action Output name(s) Virtual condition Output name(s) Next state name Virtual condition Output name(s) Next state name Virtual condition Output name(s)
Кестені былай оқыңыз: алғашқы екі жол ағымдағы күйдің кіру және шығу әрекеттерін анықтайды. Келесі күйді көрсетпейтін келесі жолдар кіріс әрекеттерін көрсетеді. Ал келесі күйді көрсететін жолдар күйді ауыстыру шарттары мен ауыстыру әрекеттерін көрсетеді. Барлық өрістер міндетті емес. Тек кіріс әрекеттері қолданылған, бірақ күй ауысулары анықталмаған жағдайларда ғана таза комбинаторлық VFSM мүмкін. Ауыстыру әрекетін басқа әрекеттерді дұрыс пайдалану арқылы алмастыруға болады.
Read the table as following: the first two lines define the entry and exit actions of the current state. The following lines which do not provide the next state represent the input actions. Finally the lines providing the next state represent the state transition conditions and transition actions. All fields are optional. A pure combinatorial VFSM is possible in cases only where input actions are used, but no state transitions are defined. The transition action can be replaced by the proper use of other actions.