ال آلات الحالة المحدودة (FSMs) مهمة لفهم منطق صنع القرار وكذلك التحكم في الأنظمة الرقمية. في ولايات ميكرونيزيا الموحدة ، النواتج ، وكذلك الحالة التالية ، هي الحالة الحالية ووظيفة الإدخال. هذا يعني أن اختيار الحالة التالية يعتمد بشكل أساسي على قيمة الإدخال وقوة تؤدي إلى أداء أكثر تعقيدًا للنظام. كما هو الحال في المنطق المتسلسل ، فإننا نطلب تاريخ المدخلات السابقة لتقرير المخرجات. لذلك تثبت ولايات ميكرونيزيا الموحدة تعاونًا كبيرًا في فهم أدوار المنطق المتسلسل. بشكل أساسي ، هناك طريقتان لترتيب ملف تصميم المنطق المتسلسل وهي آلة الدقيقي وكذلك آلة أكثر. تناقش هذه المقالة نظرية وتنفيذ آلة الحالة المحدودة أو FSM ، والأنواع ، أمثلة آلة الحالة المحدودة ، المميزات والعيوب.
ما هي FSM (آلة الحالة المحدودة)؟
ال تعريف آلة الدولة المحدودة هو ، يُعرف مصطلح آلة الحالة المحدودة (FSM) أيضًا باسم دولة محدودة أتمتة . FSM هو نموذج حسابي يمكن تنفيذه بمساعدة برامج الأجهزة بخلاف ذلك. يستخدم هذا لإنشاء منطق تسلسلي بالإضافة إلى بعض برامج الكمبيوتر. تُستخدم ولايات ميكرونيزيا الموحدة لحل المشكلات في مجالات مثل الرياضيات والألعاب واللغويات والذكاء الاصطناعي. في نظام يمكن أن تتسبب فيه مدخلات معينة في حدوث تغييرات معينة في الحالة يمكن الإشارة إليها بمساعدة ولايات ميكرونيزيا الموحدة.
آلة الدولة المحدودة
هذه مخطط آلة الدولة المحدودة يشرح الظروف المختلفة للبوابة الدوارة. عندما يؤدي وضع عملة معدنية في باب دوار إلى فكها ، وبعد الضغط على الباب الدوار ، فإنه يكسب. إن وضع عملة معدنية في باب دوار غير مفصول ، وإلا فإن الضغط على الباب الدوار المثبت بمسامير لن يغير حالتها.
أنواع آلة الحالة المحدودة
يتم تصنيف آلات الحالة المحدودة إلى نوعين مثل آلة الدولة الدقيقية و آلة ولاية مور .
آلة الدولة الصغيرة
عندما تعتمد المخرجات على المدخلات الحالية بالإضافة إلى الحالات ، يمكن تسمية FSM على أنها آلة حالة متقنة. الرسم البياني التالي هو مخطط كتلة آلة الدولة الدقيقية . يتكون مخطط كتلة آلة الحالة الدقيقية من جزأين هما المنطق التوافقي وكذلك الذاكرة. يمكن استخدام الذاكرة الموجودة في الجهاز لتوفير بعض المخرجات السابقة كمدخلات منطقية تجميعية.
مخطط كتلة آلة الحالة الدقيقية
بناءً على المدخلات الحالية بالإضافة إلى الحالات ، يمكن لهذا الجهاز إنتاج مخرجات. وبالتالي ، يمكن أن تكون النواتج مناسبة فقط للإشارة الموجبة أو السلبية لإشارة CLK. يظهر الرسم التخطيطي لحالة آلة الحالة الدقيقية أدناه.
مخطط الدولة لآلة الدولة الدقيقية
يشتمل مخطط الحالة لآلة الحالة الدقيقية بشكل أساسي على ثلاث حالات وهي A و B و C. يتم تمييز هذه الحالات الثلاث داخل الدوائر وكذلك تتصل كل دائرة بحالة واحدة. يتم الإشارة إلى التحويلات بين هذه الدول الثلاث بخطوط موجهة. في الرسم البياني أعلاه ، يتم الإشارة إلى المدخلات والمخرجات بالرموز 0/0 و 1/0 و 1/1. بناءً على قيمة الإدخال ، هناك تحويلان من كل ولاية.
بشكل عام ، تكون كمية الحالات المطلوبة في الآلة الدقيقية أقل أو مكافئة لعدد الحالات المطلوبة في آلة حالة مور. هناك آلة دولة مور متساوية لكل آلة دولة صغيرة. نتيجة لذلك ، بناءً على الضرورة يمكننا توظيف واحد منهم.
آلة مور الدولة
عندما تعتمد المخرجات على الحالات الحالية ، يمكن تسمية FSM باسم آلة ولاية مور . ال مخطط كتلة آلة ولاية مور هو مبين أدناه. يتكون مخطط كتلة آلة حالة مور من جزأين هما المنطق التوافقي وكذلك الذاكرة.
مخطط كتلة آلة ولاية مور
في هذه الحالة ، ستقرر المدخلات الحالية ، وكذلك الحالات الحالية ، الحالات التالية. وبالتالي ، اعتمادًا على حالات أخرى ، فإن هذا الجهاز سيولد النواتج. لذا ، فإن مخرجات هذا ستكون قابلة للتطبيق ببساطة بعد تحويل الحالة.
ال مور مخطط حالة آلة الدولة هو مبين أدناه. في الحالة أعلاه ، يشتمل الرسم البياني على أربع حالات مثل آلة الحالة الدقيقية وهي A و B و C و D. يتم وضع الحالات الأربع وكذلك المخرجات الفردية في الدوائر.
مخطط الدولة لآلة ولاية مور
في الشكل أعلاه ، هناك أربع حالات ، وهي A و B و C & D. هذه الحالات والمخرجات الخاصة بها تم تصنيفها داخل الدوائر. هنا ، يتم تمييز قيمة الإدخال ببساطة في كل تحويل. في الشكل أعلاه ، يتضمن تحويلين من كل دولة حسب قيمة الإدخال.
بشكل عام ، يكون مقدار الحالات المطلوبة في هذا الجهاز أكبر مما يعادل بخلاف ذلك العدد المطلوب من الحالات في آلة الحالة الدقيقة
بشكل عام ، يكون عدد الحالات المطلوبة في هذا الجهاز أكثر مما يكافئ الحالات المطلوبة في MSM (آلة الحالة الدقيقية) . لكل آلة دولة مور ، هناك آلة حالة متقابلة. وبالتالي ، بناءً على الضرورة ، يمكننا الاستفادة من واحد منهم.
هناك آلة حالة متساوية لكل آلة دولة مور. نتيجة لذلك ، بناءً على الضرورة يمكننا توظيف واحد منهم.
تطبيقات آلة الحالة المحدودة
ال تطبيقات آلة الحالة المحدودة تشمل بشكل رئيسي ما يلي.
يتم استخدام FSMs في الألعاب الأكثر شهرة لاستخدامها فيها الذكاء الاصطناعي ، ومع ذلك ، فهي متكررة أيضًا في تنفيذ التنقل في تحليل النص ، ومعالجة إدخال العميل ، وكذلك بروتوكولات الشبكة.
هذه مقيدة في القوة الحسابية ولديها صفة جيدة لكونها سهلة التعرف عليها نسبيًا. لذلك ، يتم استخدامها بشكل متكرر من قبل مطوري البرامج وكذلك مصممي الأنظمة لتلخيص أداء نظام صعب.
آلات الحالة المحدودة قابلة للتطبيق في آلات البيع وألعاب الفيديو وإشارات المرور ، وحدات تحكم في وحدة المعالجة المركزية ، تحليل النص ، تحليل البروتوكول ، التعرف على الكلام ، معالجة اللغة ، إلخ.
مزايا آلة الحالة المحدودة
ال مزايا آلة الدولة المحدودة تشمل ما يلي.
- آلات الحالة المحدودة مرنة
- من السهل الانتقال من الملخص المهم إلى تنفيذ التعليمات البرمجية
- انخفاض حمل المعالج
- من السهل تحديد قابلية الوصول إلى الدولة
عيوب آلة الحالة المحدودة
ال عيوب آلة الحالة المحدودة تشمل ما يلي
- لا يمكن أن تكون هناك حاجة إلى الطابع المتوقع لآلات الحالة المحدودة الحتمية في بعض المجالات مثل ألعاب الكمبيوتر
- من الصعب إدارة تنفيذ أنظمة ضخمة باستخدام FSM دون أي فكرة عن التصميم.
- لا ينطبق على جميع المجالات
- إن أوامر تحولات الدولة غير مرنة.
وبالتالي ، هذا كل شيء عن آلات الحالة المحدودة . من المعلومات الواردة أعلاه أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج أن الدوائر المتسلسلة المتزامنة تؤثر على حالاتها لكل تحويل إيجابي بخلاف ذلك سلبي لإشارة CLK اعتمادًا على الإدخال. لذلك ، يمكن الإشارة إلى هذا السلوك في شكل رسوم بيانية تُعرف باسم مخطط الحالة. اسم آخر للدائرة المتسلسلة المتزامنة هو FSM (آلة الحالة المحدودة). إليك سؤال لك ، ما هي ملفات خصائص ولايات ميكرونيزيا الموحدة ؟
