স্বয়ংক্রিয় তত্ত্ব, সসীম অটোমেটা
বিভিন্ন মেশিনের গঠন, নকশা, অপারেশনের নীতি মূলত এর কার্যকরী উদ্দেশ্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। প্রযুক্তিগত, পরিবহন, কম্পিউটিং, সামরিক এবং অন্যান্য মেশিনের মধ্যে পার্থক্য করুন। জটিল প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলি সম্পাদন করার জন্য ডিজাইন করা সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় কমপ্লেক্সগুলি বিভিন্ন শিল্পে ব্যাপকভাবে চালু করা হয়। অটোমেটা ডিজাইন করা হয়েছে এবং তৈরি করা হয়েছে যা বিভিন্ন লজিক্যাল ফাংশন (লজিক্যাল মেশিন) সঞ্চালন করে।
অটোমেটা তত্ত্ব — সাইবারনেটিক্স বিভাগ, যা ডিজিটাল কম্পিউটার এবং নিয়ন্ত্রণ মেশিনের প্রযুক্তির প্রয়োজনীয়তার প্রভাবের অধীনে উদ্ভূত হয়েছিল। অটোমেটা তত্ত্বে অধ্যয়ন করা বিচ্ছিন্ন অটোমেটা হল বাস্তব সিস্টেমের বিমূর্ত মডেল (প্রযুক্তিগত এবং জৈবিক উভয়ই) যা বিচ্ছিন্ন (ডিজিটাল) তথ্য বিচ্ছিন্ন সময়ের ধাপে প্রক্রিয়া করে।
অটোমেটা তত্ত্ব সুনির্দিষ্ট গাণিতিক ধারণার উপর ভিত্তি করে যা অটোমেটনের কার্যকারিতা (আচরণ) এবং এর গঠন (অভ্যন্তরীণ কাঠামো) সম্পর্কে স্বজ্ঞাত ধারণাগুলিকে আনুষ্ঠানিক করে।
এই ক্ষেত্রে, তথ্য রূপান্তরকে সর্বদা একটি ক্রিয়াকলাপ হিসাবে বোঝা যায় যা ইনপুট বর্ণমালা থেকে অক্ষর দ্বারা গঠিত ইনপুট ক্রমগুলিকে আউটপুট বর্ণমালার অক্ষরগুলির সমন্বয়ে আউটপুট ক্রমগুলিতে রূপান্তরিত করে।
গাণিতিক যুক্তিবিদ্যা, বীজগণিত, সম্ভাব্যতা তত্ত্ব, সমন্বয়বিদ্যা এবং গ্রাফ তত্ত্বের যন্ত্রপাতি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
এর কিছু অংশে অটোমেটার তত্ত্ব নিয়ে সমস্যা (অটোমেটার কাঠামোগত তত্ত্ব) বেড়েছে রিলে-কন্টাক্ট সার্কিটের তত্ত্ব থেকে, যা 1930 এর দশকের শেষের দিকে রূপ নিতে শুরু করে। অন্তর্ভুক্ত লজিক্যাল বীজগণিতের পদ্ধতি.
অটোমেটার কাঠামোগত তত্ত্বে, বিভিন্ন ধরণের স্কিমগুলি অধ্যয়ন করা হয়, একটি সিস্টেমে সঠিকভাবে সংযুক্ত সরল উপাদান (উপাদান) থেকে কীভাবে একটি জটিল অটোমেটন তৈরি করা হয় তা বর্ণনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
অটোমেটার বিমূর্ত তত্ত্ব নামে পরিচিত আরেকটি দিক, অটোমেটার আচরণ অধ্যয়ন করে (অর্থাৎ তাদের দ্বারা পরিচালিত তথ্যের রূপান্তরের প্রকৃতি), তাদের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য থেকে বিমূর্ত করে, এবং 1950 এর দশকে উদ্ভূত হয়েছিল।
স্বয়ংক্রিয়তার বিমূর্ত তত্ত্বের কাঠামোর মধ্যে, "অটোমেটন" এবং "মেশিন" ধারণার বিষয়বস্তু মূলত একটি অটোমেটন দ্বারা পরিচালিত তথ্যের রূপান্তরের মানক বর্ণনা দ্বারা নিঃশেষ হয়ে যায়। এই ধরনের একটি রূপান্তর নির্ধারক হতে পারে, তবে এটি প্রকৃতিতে সম্ভাব্যও হতে পারে।
সবচেয়ে বেশি অধ্যয়ন করা হয় ডিটারমিনিস্টিক মেশিন (অটোমেটা), যার মধ্যে রয়েছে সসীম অটোমেটা — অটোমেটার তত্ত্বের অধ্যয়নের প্রধান বস্তু।
একটি সীমিত স্টেট মেশিন একটি সীমিত পরিমাণ মেমরি (অভ্যন্তরীণ অবস্থার সংখ্যা) দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং একটি ট্রানজিশন ফাংশন ব্যবহার করে সংজ্ঞায়িত করা হয়।কিছু যুক্তিসঙ্গত আদর্শকরণের সাথে, সমস্ত আধুনিক গাণিতিক মেশিন এবং এমনকি মস্তিষ্ক, তাদের কার্যকারিতার দৃষ্টিকোণ থেকে, সসীম অটোমেটা হিসাবে গণ্য করা যেতে পারে।
"সিকুয়েন্সিয়াল মেশিন", "মিলি অটোমেটন", "মুর অটোমেটন" শব্দগুলি সাহিত্যে ব্যবহৃত হয় (এবং সব লেখকের দ্বারা সমানভাবে নয়) "সসীম অটোমেটন" শব্দটির প্রতিশব্দ হিসাবে বা একটি সসীম এর ট্রানজিশন ফাংশনের কিছু বৈশিষ্ট্যের উপর জোর দিতে ব্যবহৃত হয়। স্বয়ংক্রিয়
সীমাহীন মেমরি সহ অটোমেটা হল একটি টিউরিং মেশিন যা (সম্ভাব্যভাবে) যেকোনো দক্ষ তথ্য রূপান্তর করতে সক্ষম। "টুরিং মেশিন" ধারণাটি "সসীম রাষ্ট্র মেশিন" ধারণার আগে উদ্ভূত হয়েছিল এবং এটি মূলত অ্যালগরিদমের তত্ত্বে অধ্যয়ন করা হয়।
বিমূর্ত স্বয়ংক্রিয় তত্ত্ব সুপরিচিত বীজগণিত তত্ত্বের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, উদাহরণস্বরূপ সেমিগ্রুপ তত্ত্ব। একটি ফলিত দৃষ্টিকোণ থেকে, মেমরি আকারের পরিপ্রেক্ষিতে একটি অটোমেটনে তথ্যের রূপান্তরের বৈশিষ্ট্যযুক্ত ফলাফলগুলি আগ্রহের বিষয়।
এই ক্ষেত্রে, উদাহরণস্বরূপ, অটোমেটা (ই.এফ. মুর দ্বারা কাজ করে, ইত্যাদি) নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষার সমস্যায়, যেখানে অটোমেটনের ট্রানজিশন ফাংশন বা এর মেমরির ক্ষমতা সম্পর্কে এক বা অন্য তথ্য প্রাপ্ত ফলাফল থেকে পাওয়া যায়। পরীক্ষা
অটোমেটনের মেমরি আকার এবং ইনপুট সিকোয়েন্সের সময়কাল সম্পর্কে উপলব্ধ তথ্যের ভিত্তিতে আউটপুট সিকোয়েন্সের সময়কাল গণনা করা আরেকটি কাজ।
সীমিত স্টেট মেশিনের মেমরি ন্যূনতম করার এবং এলোমেলো পরিবেশে তাদের আচরণ অধ্যয়ন করার জন্য পদ্ধতিগুলির বিকাশ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
বিমূর্ত স্বয়ংক্রিয় তত্ত্বে, সংশ্লেষণ সমস্যাটি নিম্নরূপ।কিছু স্পষ্টভাবে আনুষ্ঠানিক ভাষার পরিপ্রেক্ষিতে, শর্তগুলি পরিকল্পিত অটোমেটনের আচরণের জন্য লেখা হয় (অটোমেটনে উপস্থাপিত ইভেন্টের জন্য)। এই ক্ষেত্রে, প্রতিটি লিখিত শর্ত অনুযায়ী পদ্ধতিগুলি বিকাশ করা প্রয়োজন:
1) এমন একটি রাষ্ট্রীয় যন্ত্র আছে কিনা তা খুঁজে বের করুন যে এটি দ্বারা রূপান্তরিত তথ্য এই শর্ত পূরণ করে;
2) যদি হ্যাঁ হয়, তাহলে এই ধরনের একটি সীমিত স্টেট মেশিনের রূপান্তর ফাংশনগুলি তৈরি করা হয় বা এর মেমরির আকার অনুমান করা হয়।
এই ধরনের ফর্মুলেশনে সংশ্লেষণ টাস্কের সমাধানটি রেকর্ডিং থেকে ট্রানজিটিভ ফাংশনে রূপান্তরের জন্য সুবিধাজনক অ্যালগরিদম সহ একটি অটোমেটনের অপারেটিং অবস্থা রেকর্ড করার জন্য একটি সুবিধাজনক ভাষা তৈরির পূর্বাভাস দেয়।
স্বয়ংক্রিয়তার কাঠামোগত তত্ত্বে, সংশ্লেষণ সমস্যাটি একটি প্রদত্ত ধরণের উপাদানগুলির একটি শৃঙ্খল তৈরিতে গঠিত যা তার ট্রানজিশন ফাংশন দ্বারা প্রদত্ত একটি সসীম অটোমেটন উপলব্ধি করে। এই ক্ষেত্রে, তারা সাধারণত কিছু অনুকূলতার মানদণ্ড (উদাহরণস্বরূপ, উপাদানগুলির ন্যূনতম সংখ্যা) বর্ণনা করে এবং একটি সর্বোত্তম স্কিম পেতে চায়।
এটি পরে পরিণত হয়েছে, এর মানে হল যে রিলে-কন্টাক্ট সার্কিটের ক্ষেত্রে আগে বিকশিত কিছু পদ্ধতি এবং ধারণা অন্য ধরনের সার্কিটের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
ইলেকট্রনিক প্রযুক্তির বিকাশের সাথে সম্পর্কিত, সবচেয়ে বিস্তৃত স্কিমগুলি কার্যকরী উপাদানের (লজিক্যাল নেটওয়ার্ক)। লজিক নেটওয়ার্কগুলির একটি বিশেষ ক্ষেত্রে বিমূর্ত নিউরাল নেটওয়ার্ক, যার উপাদানগুলিকে নিউরন বলা হয়।
সংশ্লেষণের অনেক পদ্ধতি তৈরি করা হয়েছে, সার্কিটের ধরন এবং তথ্যের রূপান্তরের উপর নির্ভর করে যার জন্য তারা উদ্দেশ্য করে (রিলে ডিভাইসের সংশ্লেষণ)।
দেখ-কম্বিনেশনাল সার্কিট, কার্নোট ম্যাপ, সার্কিট সংশ্লেষণের মিনিমাইজেশন
সসীম রাষ্ট্র মেশিন - একটি নির্দিষ্ট (অপারেশনের সময় বৃদ্ধি করতে অক্ষম) মেমরি আকার সহ একটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার একটি গাণিতিক মডেল।
একটি সীমিত রাষ্ট্র মেশিনের ধারণা একটি গাণিতিক বিমূর্ততা যা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার একটি সেটের সাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলিকে চিহ্নিত করে (উদাহরণস্বরূপ, একটি মাল্টি-লুপ রিলে ডিভাইস)। এই ধরনের সমস্ত সিস্টেমের সাধারণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা একটি সসীম অটোমেটনের সংজ্ঞা হিসাবে গ্রহণ করা স্বাভাবিক।
প্রতিটি সম্পূর্ণ অটোমেটনের একটি প্রবেশদ্বার রয়েছে যা বাহ্যিক প্রভাব এবং অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলির সংস্পর্শে আসে। ইনপুট এবং অভ্যন্তরীণ উভয় উপাদানের জন্য, একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক বিচ্ছিন্ন অবস্থা রয়েছে যা তারা নিতে পারে।
ইনপুট এবং অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলির অবস্থার পরিবর্তন সময়ের বিচ্ছিন্ন মুহুর্তে ঘটে, যার মধ্যবর্তী ব্যবধানগুলিকে টিক বলা হয়। টেপের শেষে অভ্যন্তরীণ অবস্থা (অভ্যন্তরীণ অবস্থা) সম্পূর্ণরূপে অভ্যন্তরীণ অবস্থা এবং টেপের শুরুতে ইনপুটের অবস্থা দ্বারা নির্ধারিত হয়।
একটি সীমিত অটোমেটনের অন্যান্য সমস্ত সংজ্ঞাগুলিকে এই বৈশিষ্ট্যে হ্রাস করা যেতে পারে, বিশেষ সংজ্ঞাগুলিতে যেগুলি অনুমান করে যে একটি সসীম অটোমেটনের একটি আউটপুট রয়েছে যা একটি নির্দিষ্ট সময়ে অটোমেটনের অভ্যন্তরীণ অবস্থার উপর নির্ভর করে।
এই ধরনের বৈশিষ্ট্যের পরিপ্রেক্ষিতে, এর ইনপুট এবং অভ্যন্তরীণ অবস্থার প্রকৃতি সম্পূর্ণ অটোমেটনের বর্ণনার সাথে অপ্রাসঙ্গিক। ইনপুট এবং রাজ্যের পরিবর্তে, আপনি কেবল একটি এলোমেলো সংখ্যায় তাদের সংখ্যা দেখতে পারেন।
পূর্ববর্তী অভ্যন্তরীণ রাষ্ট্র সংখ্যা এবং পূর্ববর্তী ইনপুট রাষ্ট্র সংখ্যা নির্দিষ্ট করা হলে রাষ্ট্র মেশিন সেট করা হবে। যেমন একটি কাজ একটি চূড়ান্ত টেবিল আকারে হতে পারে।
একটি সম্পূর্ণ অটোমেটন সংজ্ঞায়িত করার আরেকটি সাধারণ উপায় হল তথাকথিত নির্মাণ রূপান্তর চিত্র। ইনপুট রাজ্যগুলিকে প্রায়শই বলা হয় কেবল ইনপুট, এবং অভ্যন্তরীণ রাজ্যগুলিকে কেবলমাত্র রাজ্য বলা হয়।
একটি সীমাবদ্ধ রাষ্ট্র মেশিন উভয় প্রযুক্তিগত ডিভাইস এবং কিছু জৈবিক সিস্টেমের মডেল হতে পারে। প্রথম ধরনের অটোমেটা হল, উদাহরণস্বরূপ, রিলে ডিভাইস এবং বিভিন্ন ইলেকট্রনিক কম্পিউটার, সহ। প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলার.
রিলে ডিভাইসের ক্ষেত্রে, রিলে ডিভাইসের সংবেদনশীল উপাদানগুলির রাজ্যগুলির সংমিশ্রণ দ্বারা ইনপুট রাজ্যগুলির ভূমিকা পালন করা হয় (এই জাতীয় রাজ্যগুলির প্রতিটি সংমিশ্রণ একটি "জটিল অবস্থা", যা সমস্ত সংবেদনশীল উপাদানগুলির একটি ইঙ্গিত দ্বারা চিহ্নিত করা হয়) এই বিচ্ছিন্ন অবস্থা যে তারা একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তে আছে)। একইভাবে, একটি রিলে ডিভাইসের মধ্যবর্তী উপাদানগুলির অবস্থার সংমিশ্রণগুলি অভ্যন্তরীণ অবস্থা হিসাবে কাজ করে।
একটি প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলার (PLC) একটি রিলে অ্যাকশন ডিভাইসের একটি উদাহরণ যাকে স্ট্যান্ড-অ্যালোন স্টেট মেশিন বলা যেতে পারে।
প্রকৃতপক্ষে, একবার প্রোগ্রামটি PLC-তে প্রবেশ করা হলে এবং নিয়ন্ত্রক গণনা করা শুরু করলে, এটি বাহ্যিক প্রভাবের সংস্পর্শে আসে না এবং প্রতিটি পরবর্তী অবস্থা সম্পূর্ণরূপে পূর্ববর্তী অবস্থা দ্বারা নির্ধারিত হয়। আমরা অনুমান করতে পারি যে প্রতিটি ঘড়ি চক্রে ইনপুটটির একই অবস্থা রয়েছে।
বিপরীতভাবে, যে কোনো সীমিত স্টেট মেশিন যার একমাত্র সম্ভাব্য ইনপুট অবস্থা আছে তাকে স্বাভাবিকভাবেই স্বায়ত্তশাসিত বলা হয়, কারণ এই ক্ষেত্রে বাহ্যিক পরিবেশ তার আচরণ নিয়ন্ত্রণ করে এমন কোনো তথ্য বহন করে না।
আরো দেখুন:
পিএলসি ব্যবহারের উদাহরণে বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে মাইক্রোপ্রসেসর সিস্টেমের ব্যবহার