FSM   Finite State Machine   유한상태 기계, 유한상태 머신

(2021-10-20)

스테이트 머신, 상태 머신, 유한상태기, Finite Automata, 유한 오토마타, Automation, 오토마타


1. 오토마타 (Automaton, Automata)

  ㅇ 자동 기계(自動機械)에 대한 추상적 모형
     - 주로, 언어에 밀접하게 관련지을 때 쓰이는 말

  ㅇ 영어 표현으로, 
     - 단수형은, 오토마튼/오토머튼 (automaton)
     - 복수형은, 오토마타/오토머터 (automata)

  ㅇ 구분
     - 유한 오토마타
     - 푸시다운 오토마타


2. 유한 상태 기계 (Finite State Machine, FSM) 또는 유한 오토마타 (Finite Automata)

  ㅇ 유한한 기억장치를 갖는 자동 기계에 대한 추상적 모형
     - 과거의 상태/신호들을 저장하는 메모리 용량이 유한개인 장치들을 가리키는 일반적인 용어

  ㅇ 기본적으로, 내부에 유한한 메모리(기억성)가 있는 기계에 대한 추상적모형
     - 즉, 디지털 시스템,디지털 컴퓨터 등에 대한 추상적 모델로 볼 수 있음

  ㅇ 이산 시간 마다 주어진 입력에 의존하여 작동하는 수학적인 기계
     - 시간의 진행에 따라, 미리 정해진 유한 상태들의 집합 내에서, 그 상태가 변할 수 있는 장치


3. 유한 상태 기계의 개념적 요소,특징

  ㅇ 유한상태기계 주요 개념적 요소들
     - 상태(State)   : 특정 시간에 처한 상황
     - 상태 간 천이(전이) : 상황 변화
     - 이벤트(Event) : 상태 간 전이를 유발시키는 사건 즉, 입력
     - 행동(동작)    : 이벤트에 반응하여 다른 상태로 전이할 때 하는 일/동작/행동

     * 즉,
        . 유한한 상태의 집합을 갖고, 
        . 한번에 하나의 상태 만을 갖으며,
        . 입력(이벤트) 발생하면,
        . 정해진 다음 상태로 천이하며,
        . 출력을 내놓음
           .. 입력의 끝을 만나거나 특정 상태에 이르면 정지하며, 이때 문자열을 수용 또는 거부 함

  ㅇ 특징
     - 정확하고 엄격한 매칭 조건 만 가능 (즉, 근사 매칭은 허용 안함)


4. 유한 상태 기계의 용도

  ㅇ 상태를 갖는 동작을 표현/이해/설명하고, 설계하기 위한, 
     체계적이고 수학적인 방법의 틀을 제공

  ㅇ 例)
     - 순서논리회로
     - 컴퓨터
     - 프로토콜
     - 컴파일러5. 유한 상태 기계의 표현

  ㅇ 유한상태기계의 도표/도형적 표현은,  ☞ 상태표/상태도 참조

  ㅇ 유한상태기계의 그래프 표현은, 특수한 방향 그래프로 가능
     - 단일 출발 상태, 단일 도착 상태, 다수 중간 상태로 구성
     - 각 선분은 다음 상태로 들어가는 조건을 갖음



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