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¿Por qué tantos dispositivos en la tecnología moderna dependen de máquinas de estados finitos?
En nuestra vida cotidiana es imposible ignorar la influencia de los productos tecnológicos. Desde las simples máquinas expendedoras hasta los complejos vehículos eléctricos, innumerables dispositivos esconden una base común: la máquina de estados finitos (FSM). La universalidad de este modelo matemático no sólo da lugar a innumerables aplicaciones en la tecnología moderna, sino que también nos permite pensar en cómo puede funcionar en estos diferentes contextos.
Una máquina de estados finitos es un modelo informático abstracto que sólo puede estar en uno de un número finito de estados en cualquier momento.
El concepto básico de una máquina de estados finitos es que opera según los conceptos de "estado" y "entrada". Un dispositivo puede cambiar su estado en respuesta a diferentes entradas, y esta transición de estado se denomina "transición". Por ejemplo, una máquina expendedora pasará a un estado "operativo" después de recibir suficientes monedas y dispensará productos según la selección del cliente. De manera similar, el ascensor cambia su acción según la solicitud de piso, lo que se logra a través de una máquina de estados finitos.
Las máquinas de estados finitos se pueden dividir en dos categorías principales: máquinas de estados finitos deterministas (DFA) y máquinas de estados finitos no deterministas (NFA). Ya sean DFA o NFA, las máquinas de estados finitos pueden manejar eficientemente comportamientos predefinidos.
Las funciones descritas por FSM son indispensables en muchos dispositivos electrónicos, especialmente en los sistemas de control.
Pensemos, por ejemplo, en un torniquete que funciona con monedas. Este torniquete tiene dos estados: bloqueado y desbloqueado. En el estado bloqueado, los clientes no pueden pasar. Solo después de lanzar una moneda, el torniquete pasará al estado desbloqueado, lo que permitirá el ingreso de los clientes.
En las aplicaciones modernas, la aplicación de máquinas de estados finitos se ha extendido a campos como la informática, la ingeniería e incluso la biología, promoviendo constantemente el avance de la ciencia y la tecnología.
En informática, las máquinas de estados finitos se utilizan a menudo para modelar el comportamiento de aplicaciones, diseñar sistemas de hardware digital y escribir compiladores. Manejan eficientemente sistemas controlados por eventos y permiten respuestas predeterminadas a condiciones de entrada específicas.
Además, FSM también facilita la construcción de máquinas virtuales de estados finitos. Esto permite a los desarrolladores diseñar sistemas complejos de manera más eficiente sin tener que rediseñar la lógica subyacente desde cero. Esto se debe a que las operaciones complejas a menudo pueden dividirse en estados y transiciones más simples.
Hoy en día, este concepto se utiliza en una amplia gama de industrias, desde sistemas de control de señales de tráfico hasta ingeniería biomédica. Por este motivo, las máquinas de estados finitos desempeñan un papel clave en el desarrollo de la tecnología.
De hecho, ya sea que se trate de un simple control de interruptores o de una operación de programa compleja, la flexibilidad y las características simples y claras de la máquina de estados finitos le permiten satisfacer muchas necesidades diferentes. Esto nos hace preguntarnos si los futuros avances tecnológicos seguirán dependiendo de este modelo y darán lugar a innovaciones revolucionarias.
