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Início/Engenharia/Autômato finito

Autômato finito

Autômato de Moore para um semáforo: ciclo verde–amarelo–vermelho no temporizador ou avanço manual; grafo de estados.

AF

4
1.2
3.5

Três estados, transições cíclicas por temporizador. O mesmo esquema serve para esteiras, fases de IA em jogos e a negociação de um protocolo: as saídas dependem só do estado atual e das entradas.

Atalhos de teclado

  • •Alterne Automático / Manual e mude as durações das fases
  • •No modo manual, use «Passo» para avançar o ciclo

Grandezas medidas

Estado atualvermelho
Temporizador da fase0.0 / 3.5 s

Sobre o modelo

O autômato finito é um modelo discreto com um número finito de estados, uma função de transição e uma função de saída; usa-se em lógica sequencial e em sistemas de controle. Aqui, um autômato de Moore para o ciclo clássico do semáforo: verde → amarelo → vermelho. No autômato de Moore a saída (a cor do sinal) depende só do estado atual; no de Mealy, a saída pode depender também da entrada. O comportamento vem de δ(estado atual, entrada) = estado seguinte e λ(estado atual) = saída. A entrada é um pulso periódico (modo automático) ou o comando de um passo manual. O grafo de estados mostra os nós-estados e as arestas dirigidas de transição. Não há sensores, atraso das lâmpadas nem tempo imperfeito: a troca é instantânea e o ciclo, determinístico.

Para quem: Graduação: lógica digital, circuitos sequenciais, teoria de autômatos.

Conceitos-chave

  • autômato finito
  • autômato de Moore
  • transição de estado
  • lógica sequencial
  • diagrama de estados
  • sinal de relógio
  • estados discretos

Como funciona

Autômato de Moore: cada estado fixa a cor das lâmpadas; ao esgotar o temporizador da fase ou ao comando de passo, ocorre a transição. À direita, o grafo verde → amarelo → vermelho.

Perguntas frequentes

Qual a diferença entre o autômato de Moore e o de Mealy?
No de Moore a saída depende só do estado atual: a cor do sinal está presa ao nó (o estado «verde» sempre acende verde). No de Mealy a saída pode depender do estado e da entrada do momento. Isso muda o grafo de estados e o instante em que a saída troca.
Por que o autômato se chama finito?
O número de estados distintos é finito e contável — aqui exatamente três: verde, amarelo e vermelho. Não há condição intermediária ou «indefinida»: o sistema está sempre em um dos nós dados. Por isso o comportamento é previsível e se analisa com facilidade.
Como o relógio funciona no modo automático?
Um gerador dá impulsos regulares. Em cada pulso olham-se as regras de transição: se ao estado atual cabe sair com o impulso, o autômato avança. A duração da fase é quantos pulsos o sistema deve permanecer naquele nó antes de disparar a transição.
O semáforo é um exemplo típico de autômato finito?
Sim. Um semáforo simples de ciclo fixo é o exemplo clássico. Controladores com sensores (faixas de conversão, pedestres) também são autômatos finitos, porém com mais estados e entradas. Aqui aparece o ciclo temporal básico.