Πίνακας περιεχομένων:
Ορισμός - Τι σημαίνει κρατικό μηχάνημα;
Μια κρατική μηχανή είναι μια έννοια που χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό προγραμμάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών ή ψηφιακής λογικής. Υπάρχουν δύο τύποι μηχανών κατάστασης: πεπερασμένα και άπειρα μηχανήματα κατάστασης. Το πρώτο αποτελείται από ένα πεπερασμένο αριθμό καταστάσεων, μεταβάσεις και ενέργειες που μπορούν να διαμορφωθούν με γραφικές παραστάσεις ροής, όπου η διαδρομή της λογικής μπορεί να ανιχνευθεί όταν πληρούνται οι συνθήκες. Το τελευταίο δεν χρησιμοποιείται ουσιαστικά.
Ένα κρατικό μηχάνημα είναι οποιαδήποτε συσκευή που αποθηκεύει την κατάσταση του κάτι σε μια δεδομένη στιγμή. Η κατάσταση αλλάζει με βάση τις εισόδους, παρέχοντας την προκύπτουσα έξοδο για τις εφαρμοζόμενες αλλαγές. Μια μηχανή πεπερασμένων καταστάσεων έχει πεπερασμένη εσωτερική μνήμη. Τα σύμβολα εισόδου διαβάζονται σε μια ακολουθία που παράγει ένα χαρακτηριστικό εξόδου με τη μορφή διεπαφής χρήστη.
Τα κρατικά μηχανήματα αντιπροσωπεύονται χρησιμοποιώντας διαγράμματα κατάστασης. Η έξοδος ενός μηχανήματος κατάστασης είναι συνάρτηση της εισόδου και της τρέχουσας κατάστασης. Τα κρατικά μηχανήματα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε τομείς όπως η ηλεκτρολογία, η γλωσσολογία, η επιστήμη των υπολογιστών, η φιλοσοφία, η βιολογία, τα μαθηματικά και η λογική. Χρησιμοποιούνται καλύτερα στη μοντελοποίηση της συμπεριφοράς των εφαρμογών, στη μηχανική λογισμικού, στο σχεδιασμό ψηφιακών συστημάτων υλικού, σε πρωτόκολλα δικτύου, σε μεταγλωττιστές και στη μελέτη υπολογισμών και γλωσσών.
Η Techopedia εξηγεί την κρατική μηχανή
Η λειτουργία ενός κρατικού μηχανισμού ξεκινάει από μια κατάσταση εκκίνησης. Σε μια επιτυχημένη μετάβαση καταλήγει σε κατάσταση αποδοχής. Η μετάβαση πραγματοποιείται με βάση τις εισροές που παρέχονται. Η τρέχουσα κατάσταση εξαρτάται από την προηγούμενη κατάσταση του συστήματος. Ο αριθμός των καταστάσεων που σχηματίζονται εξαρτάται από τις διαθέσιμες καταστάσεις μνήμης. Μια μετάβαση είναι ενεργοποιημένη με βάση συγκεκριμένες συνθήκες και υποδεικνύει μια κρατική αλλαγή. Μια ενέργεια περιγράφει μια δραστηριότητα που εκτελείται τη δεδομένη στιγμή. Οι διαφορετικοί τύποι ενεργειών είναι η ενέργεια μετάβασης, η ενέργεια εισαγωγής, η ενέργεια εισόδου και η ενέργεια εξόδου.
Τα προσδιοριστικά αυτόματα έχουν ακριβώς μια μετάβαση σε κάθε κατάσταση για κάθε πιθανή είσοδο. Σε μη-ντετερμινιστικά αυτόματα, μια εισροή κατάστασης οδηγεί σε μία, πολλές ή και καθόλου μεταβάσεις. Ένα κρατικό μηχάνημα με μία μόνο κατάσταση ονομάζεται μηχανισμός συνδυαστικής κατάστασης και χρησιμοποιεί μόνο ενέργειες εισαγωγής.
Οι δύο διαφορετικές ομάδες κρατικών μηχανών είναι δέκτες και μετατροπείς. Οι δέκτες παράγουν δυαδική έξοδο, με βάση το εάν η είσοδος γίνεται αποδεκτή ή απορρίπτεται από το μηχάνημα. Κατά την επεξεργασία της εισόδου, εάν η τρέχουσα κατάσταση είναι αποδεκτή, η είσοδος είναι αποδεκτή. Διαφορετικά απορρίπτεται. Οι γλώσσες που γίνονται αποδεκτές από κρατικές μηχανές ονομάζονται κανονικές γλώσσες. Οι καταστάσεις εκκίνησης αντιπροσωπεύονται από ένα βέλος που δείχνει σε αυτό από οπουδήποτε, ενώ οι αποδεκτές καταστάσεις αντιπροσωπεύονται χρησιμοποιώντας διπλούς κύκλους. Οι μορφοτροπείς ανταποκρίνονται στην έξοδο με βάση μια συγκεκριμένη είσοδο, χρησιμοποιώντας δράσεις. Οι μηχανές Moore και Mealy είναι παραδείγματα μετατροπέων.
Οι μη τροποποιημένες μηχανές καταλληλότητας γλωσσικών μοντέλων χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως καθώς έχουν και τα χαρακτηριστικά μηχανής Moore και Mealy μέσα σε αυτά. Περιλαμβάνουν πρόσθετες έννοιες όπως οι ορθογώνιες περιοχές και οι ιεραρχικά φωλιζόμενες καταστάσεις.
