tilstandsrepresentasjon

Tilstandsrepresentasjon er en måte å modellere et system på ved å beskrive hvilke tilstander systemet kan befinne seg i, og hvordan disse tilstandene byttes gjennom hendelser, betingelser eller tid. Slike modeller brukes for å analysere oppførsel, dokumentere krav og støtte simulering, testing og verifikasjon i områder som programvareutvikling, kontrollsystemer og automatisering.

En vanlig formalisering er en finit tilstandsmodell eller en finite state machine (FSM). En slik modell består av et sett av tilstander, et sett av overganger mellom tilstander, en starttilstand og ofte inngangs-/utgangsfunksjoner. Overganger skjer når hendelser inntreffer eller når betingelser blir oppfylt. Forskjellige varianter eksisterer: deterministiske tilstander versus ikke-deterministiske tilstander, tilstandsdiagrammer og mer grafiske fremstillinger som statecharts. Innen formell metode brukes også Kripke-strukturer og temporal logikk for å beskrive og verifisere tidsmessige egenskaper.

Tilstandsrepresentasjon brukes i en rekke anvendelser, inkludert programvareutvikling, prototyping av systemer, modellbasert testing og verifikasjon av krav. Den er sentral i simulering av mekaniske, elektroniske og programvarebaserte systemer, samt i robotikk og kontrollteknikk hvor korrekt sekvens av tilstander er avgjørende.

Utfordringer knyttet til tilstandsrepresentasjon inkluderer såkalt tilstandseksplosjon, der antall mulige tilstander vokser eksponentielt med systemets kompleksitet. Dette møtes med teknikker som abstraksjon, modulær modellering og komprimering av tilstandsrommet.

Se også: Finite automata, state machine, tilstandsdiagram, modellbasert utvikling, modellkontroll, temporal logikk.