Máquina de estados

-Definición: Se denomina máquina de estados a un modelo de comportamiento de un sistema con entradas y salidas, en donde las salidas dependen no sólo de las señales de entradas actuales sino también de las anteriores. Las máquinas de estados se definen como un conjunto de estados que sirve de intermediario en esta relación de entradas y salidas, haciendo que el historial de señales de entrada determine, para cada instante, un estado para la máquina, de forma tal que la salida depende únicamente del estado y las entradas actuales.

-Características:
Es posible clasificar las máquinas de estados en aceptoras o transductoras:

• Aceptoras (también llamadas reconocedoras o discriminadoras): Son aquellas en donde la salida es binaria (sí/no), depende únicamente del estado y existe un estado inicial. Puede decirse, entonces, que cuando la máquina produce una salida "positiva" (es decir, un "si"), es porque ha "reconocido" o "aceptado" la secuencia de entrada. En las máquinas de estados aceptoras, los estados con salida "positiva" se denominan estados finales.

• Transductoras: Son las más generales, que convierten una secuencia de señales de entrada en una secuencia de salida, pudiendo ésta ser binaria o más compleja, depender de la entrada actual (no sólo del estado) y pudiendo también prescindirse de un estado inicial.

Las principales características de esta máquina son:

·         En un instante dado, la máquina sólo puede estar en un estado de un conjunto finito de estados internos posibles.

·         La máquina sólo acepta un número finito de entradas

Ejemplo: Supongamos que una máquina expendedora tiene dos tipos de productos A y B. El precio de cada producto es de 10 céntimos. La máquina admite únicamente monedas de 5 y 10 céntimos y devuelve el cambio necesario. Dispone de un botón rojo que expide el producto A y uno verde que hace lo mismo con el producto B. Elena quiso comprar el producto A y para ello introdujo consecutivamente dos monedas de 5 céntimos. Luego apretó el botón rojo y obtuvo el producto deseado. Representemos el proceso con una tabla, donde t0 es el instante inicial cuando inserta su primera moneda y ti con i = 1, 2, 3 son los instantes posteriores.

La máquina está en un estado de espera en el estado s0. Espera que un cliente comience a insertar monedas hasta un total de 10 céntimos o más y oprima el botón para obtener el producto deseado. Si en cualquier momento del proceso, el total de monedas insertadas supera los diez céntimos, la máquina devuelve el cambio necesario antes de que el cliente oprima el botón correspondiente. En el instante t0, Elena inserta su primera moneda de 5 céntimos. No recibe nada pero en el instante siguiente (t1) la máquina está en el estado s1 (tiene almacenados cinco céntimos). En este instante t1, la máquina no devuelve nada pero, al depositar una nueva moneda de 5 céntimos, en el instante t2 la máquina se encuentra en un nuevo estado s2 (tiene almacenados diez céntimos). Elena todavía no recibe nada puesto que la máquina no sabe  qué tipo de producto quiere. Al oprimir el botón rojo en el instante t2, la máquina expide el producto A y en el instante siguiente t3 se coloca de nuevo en el estado inicial s0 (ningún céntimo almacenado).

-Aplicaciones: El concepto de Máquina de Estado, en particular la Máquina de Estados Finitos, es adecuado para el diseño de sistemas de control y supervisión de procesos industriales automáticos de manufactura. La herramienta gráfica vinculada a la máquina de estado, denominada Diagrama de Transición de Estados, permite describir con extrema facilidad procesos industriales de manufactura, abordando así rápidamente y de forma sistemática, el diseño de programas y/o sistemas electrónicos asociados. A partir de la representación gráfica del sistema o proceso, mediante el diagrama de transición de estados, y considerando la evolución de todos los estados en funcionamiento normal y de emergencia, puede diseñarse directamente el sistema de control y supervisión. El presente trabajo indica, a través de un ejemplo práctico, como hacer uso del concepto de máquina de estado para representar un proceso determinado mediante el diagrama de transición de estados y así, a través de esta herramienta, volcar el funcionamiento a un programa o un sistema electrónico encargado del control y supervisión de dicho proceso.