狀態(tài)機

狀態(tài)機是一種數(shù)學模型，用于描述系統(tǒng)在不同時間段內(nèi)所處的狀態(tài)以及在接收到特定事件時可能進行的轉換操作。它可以被看作是一些狀態(tài)及其之間的轉移所組成的圖形。

1.狀態(tài)機的概念

狀態(tài)機是一個基于狀態(tài)的、離散式的計算模型。普遍應用于自動化控制、計算機科學、電路設計、通信系統(tǒng)等領域。典型的狀態(tài)機被定義為由狀態(tài)集合、轉移集合和初始狀態(tài)構成的元組。

狀態(tài)機能夠使實際應用問題變得清晰簡單，因為它只關注于本質而忽略了副部分，同時可提高問題的可控性和可維護性。

2.狀態(tài)機類型

根據(jù)狀態(tài)機所表達的語義以及它的行為方式，可以將狀態(tài)機分類為有限狀態(tài)機（FSM）和擴展狀態(tài)機（ESM）兩種類型。

1. 有限狀態(tài)機：FSM是一類相對簡單的狀態(tài)機，它能排列幾乎所有的自動反應過程。FSM包含一個特定的輸入子集，通過此子集上的輸入操作來改變其狀態(tài)。
2. 擴展狀態(tài)機：ESM是一種功能更強大的狀態(tài)機，可以描述更為復雜的行為。它具有不同于FSM的執(zhí)行過程和語義模型，并且加入了記憶設備（存儲單元）來維護歷史信息。

3.狀態(tài)機模式

狀態(tài)機在軟件開發(fā)中的應用已成常態(tài)，廣泛應用于編程和系統(tǒng)設計領域。其中，常見的狀態(tài)機模式包括：

1. Moore 狀態(tài)機：輸出僅依賴于當前狀態(tài)，與輸入無關。
2. Mealy 狀態(tài)機：輸出不僅依賴于當前狀態(tài)，還依賴于輸入。
3. Harel 狀態(tài)機：將狀態(tài)機轉換為分層結構的方式，能夠更好地處理系統(tǒng)的高級別性質如并發(fā)和同步，可讀性更高。