Máquina de Estados Finitos

Oque é e qual o funcionamento?

A máquina de estados finito é um modelo matemático, cujo objetivo é representar circuitos lógicos ou programas de computadores. A máquina tem um número finito de estados, e deve estar em apenas um destes progressivamente, ou seja, não e permitido que ela permaneça em mais de um ao mesmo tempo, onde o mesmo é chamado de “estado atual”. O funcionamento da máquina baseia-se em armazenar informações dos estados anteriores e refletir no sucessor, logo, ela considera os dados desde o início do sistema até o estado final.

Como podemos representar uma máquina de estados?

A representação pode ser feita a partir do diagrama de estados. Este, por vezes conhecido como diagrama de máquina de estados, é um tipo de esquema comportamental na Linguagem de modelagem unificada (UML) que mostra transições entre vários objetos.

A partir do diagrama de estados, pode-se converter a FSM(máquina de estados) no mapa de karnouch ou em um circuito sequencial

Onde pode se utilizar uma máquina de estados e quais seus tipos?

É possível implementar uma máquina de estados para executar qualquer tarefa que dependa de uma execução lógica de passos sequências.

Há dois tipos principais de máquinas de estados, estas são:

- Máquina de Moore:

O modelo de máquinas de Moore especifica que a saída dependa apenas do estado anterior armazenado na memória da MEF. Usualmente associa-se uma célula de memória para cada estado. Consequentemente a MEF sempre estará em algum estado. Por fim o modelo de Moore especifica que as saídas sejam síncronas. Uma consequência interessante do Modelo de Moore ´e o fato de que a cada estado sempre haverá associado um conjunto de saídas.

- Máquina de Mealy:

No modelo de máquinas de Mealy o estado atual ´e definido por uma função lógica combinacional entre o estado anterior e um conjunto de entradas. Adicionalmente, a saída do sistema dependerá do estado atual assim como das entradas do sistema. Consequentemente as saídas podem mudar de modo assíncrono

O que são estados concorrentes:

É quando um objeto tem duas sequencias distintas de estados que retratam comportamentos independentes em situações diferentes. Estes comportamentos distintos são representados em diferentes diagramas, onde um objeto pode estar em dois estados diferentes, um em cada diagrama, podendo ser combinados em um único diagrama de estados concorrentes. Quando um objeto deixa os estados concorrentes, ele está em um único estado.

Como simplificar uma máquina de estados:

No entanto, muitas MEF’s como por exemplo as que compõem o subsistema de controle em processadores são compostas por centenas de estados tornando assim sua implementação minimalista um desafio. Note que MEF’s mínimas são desejáveis, pois consumem menos recursos, ou seja, transistores, que por sua vez consumirão menos energia, ocuparão menos espaço na superfície viável do chip de silício, dissiparão menos calor, e funcionarão mais rápido. Sendo assim, fazem-se necessárias técnicas