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Estado de um Sistema Bacharelado em Sistemas de Informação
(1a fase - 4 créditos) Parte 4 de 8
Prof. João Bosco da Mota AlvesINE/CTC/UFSC
Fevereiro de 2002
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Conceitos de Estado
• Aurélio (do latim, statu)– Modo de ser ou estar– Situação ou disposição em que se
acham as pessoas ou as coisas– Outras
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Exemplos Gerais: Estado ...
• Civil• da Matéria• de Saúde• De Interruptor de Luz
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Estado
• Situação ou disposição de um sistema• Situação determinada completamente
– Variáveis de Estado (VE)
• VE pode assumir valores– Numéricos (inteiros, reais, complexos, ...)– Simbólicos (strings, grafismos, ...)
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Estado: exemplo
• Uma pessoa nasce, cresce e morre• Seu estado civil pode ser uma VE• E assumir valores
– Solteiro, casado, viúvo, separado, divorciado, tico-tico-no-fubá, etc.
• São valores de uma variável de estado
• VE assume apenas um valor por vez
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E 1T 2 E 3E 2
T 1
Estado: onde é definido?
• Em geral em sistemas dinâmicos– Que mudam sua condição ou estado
• Tal mudança é chamada Transição de Estado
• Representação: Diagrama de Estado
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Estado Civil
• Situação jurídica de uma pessoa em relação à família ou à sociedade
• Apenas uma variável de estado, que pode assumir um dos valores– Solteiro– Casado– etc.
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Um Diagrama de estado
Solteiro
Casado
Divorciado
Separado
Viúvo
C
MC
NC
S
NC
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Estado da Matéria
• Uma variável de estado, podendo ser– Sólido– Líquido– Gasoso– Plasma (quarto?)
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Interruptor de Luz
• Em geral, apenas uma variável de estado, com apenas dois valores– Ligado– Desligado
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Sistemas com mais de 1 VE
• Uma partícula– Vetores posição e velocidade
• Aproveitamento escolar– Notas– Freqüência
• Saúde de uma empresa– Capital de giro, dívida, crédito, etc.
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Estado de saúde
• Várias variáveis de estado– Pressão sangüínea (número real)– Batimento cardíaco (número real)– Temperatura do corpo (número real)– Nível de consciência (simbólico)
• Consciente,inconsciente, semi-consciente, ...
– Etc.
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Processo
• É um sistema em movimento• Tipos de processos
– Seqüencial, concorrente, paralelo, mixto
• Estado– Fácil definir para seqüencial– Nem tanto para os demais
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Conceito de Estado
• Para processo seqüencial– Informação completa sobre todas as
variáveis de estado em um instante de tempo
• Para outros tipos de processos, uma definição é mais complexa
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Exemplo de Processo
• Quebra-cabeça é bom candidato– Parte-se de um estado inicial, Ei
– Busca-se estado final, Ef, por transição, Ts, entre estados intermediários, E1, E2, ...
E i E fE 2E 1 ...T 1 T 2 T 3 T r
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Torres de Hanoi
• Quebra-cabeça, consistindo de 3 torres, A, B e C, com n discos em A (estado inicial)
CBA
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Torres de Hanoi
• Deve-se passar os discos para a torre B (estado final)
CBA
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Torres de Hanoi
• Com as seguintes restrições– Um disco de cada vez– Nunca um disco pode ficar embaixo
de um maior
• A solução para 3 discos vem a seguir
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Torres de Hanoi (3 discos)Estado inicial
CBA
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Torres de Hanoi (3 discos) (Transição 1: AB)
CBA
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Torres de Hanoi (3 discos) (Transição 2: AC)
CBA
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Torres de Hanoi (3 discos) (Transição 3: BC)
CBA
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Torres de Hanoi (3 discos) (Transição 4: AB)
CBA
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Torres de Hanoi (3 discos) (Transição 5: CA)
CBA
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Torres de Hanoi (3 discos) (Transição 6: CB)
CBA
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Torres de Hanoi (3 discos) (Transição 7: AB, estado final)
CBA
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Construção do DE
Trans. Torre A Torre B Torre C Estado
3 0 0 Inicial
1 2 1 0 1
2 1 1 1 2
3 1 0 2 3
4 0 1 2 4
5 1 1 1 5
6 1 2 0 6
7 0 3 0 Final
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Torres de Hanoi
CBA CBA CBA CBA
CBACBACBACBA
E i
E f E 6 E 5 E 4
E 3E 2E 1
T 6T 7 T 5
T 4
T 3T 2T 1
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Torres de Hanoi
• Veja uma implementação em CLEAN, um compilador para a linguagem de programação do paradígma funcional
hanoi.exe
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Exercícios
• Dê exemplos de processos com– Estado inicial– Estado final– Estados intermediários
• Sugestões– Jogo da Velha– Quadrados deslizantes
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Estados de Equilíbrio
• Há uma classificação geral– Estável– Instável– Indiferente
• Ciência da Automação (mais complexa classificação)– Assintoticamente estável, ciclo limite,
...
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Estados de equilíbrio
• Multibrador mono-estável– Acionado por sensor de presença– Visto em escadas de prédios– Apenas 1 VE e dois estados (Lig e Deslig)– Dos dois apenas 1 estado é estável
Ligado DesligadoDeteção de presença
n segundos sem presença Estável
Instável