В информационных технологиях и информатике система описывается как сохраняющая состояние , если она предназначена для запоминания предшествующих событий или взаимодействий с пользователем; [1] запомненная информация называется состоянием системы.
Множество состояний, которые может занимать система, называется пространством состояний . В дискретной системе пространство состояний счетно и часто конечно . Внутреннее поведение системы или взаимодействие с ее окружением состоит из отдельно происходящих отдельных действий или событий, таких как прием ввода или создание вывода, которые могут вызывать, а могут и не вызывать изменения состояния системы. Примерами таких систем являются цифровые логические схемы и компоненты, автоматы и формальный язык , компьютерные программы и компьютеры .
Выход цифровой схемы или детерминированной компьютерной программы в любой момент времени полностью определяется ее текущими входами и ее состоянием. [2]
Цифровые логические схемы можно разделить на два типа: комбинационная логика , чьи выходные сигналы зависят только от ее текущих входных сигналов, и последовательная логика , чьи выходы являются функцией как текущих входов, так и прошлой истории входов. [3] В последовательной логике информация из прошлых вводов сохраняется в элементах электронной памяти, таких как триггеры . Сохраненное содержимое этих элементов памяти в данный момент времени в совокупности называется состоянием схемы и содержит всю информацию о прошлом, к которой схема имеет доступ. [4]
Поскольку каждый двоичный элемент памяти , такой как триггер, имеет только два возможных состояния, единицу или ноль , и имеется конечное число элементов памяти, цифровая схема имеет только определенное конечное число возможных состояний. Если N — количество двоичных элементов памяти в схеме, максимальное количество состояний, которые может иметь схема, равно 2 N .
Точно так же компьютерная программа хранит данные в переменных , которые представляют места хранения в памяти компьютера . Содержимое этих ячеек памяти в любой момент выполнения программы называется состоянием программы . [5] [6] [7]