總標(biāo)題

——SysML狀態(tài)圖本幻燈片中的圖片為教學(xué)中多年的積累，無(wú)法逐一列出出處，在此統(tǒng)一鳴謝！本幻燈片僅應(yīng)用于教學(xué)，無(wú)任何商業(yè)用途說(shuō)明：1.1狀態(tài)圖概念1.2狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制1.3觸發(fā)器1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素1.5狀態(tài)圖實(shí)例第X章SysML狀態(tài)圖狀態(tài)圖(StateMachineDiagram)1.1狀態(tài)圖概念狀態(tài)圖描述了對(duì)象基于狀態(tài)的行為，代表了系統(tǒng)的一個(gè)生命周期狀態(tài)圖是一種行為圖，是系統(tǒng)的一種動(dòng)態(tài)視圖關(guān)注的是系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)如何根據(jù)隨時(shí)間發(fā)生的事件改變狀態(tài)可以包含嵌套狀態(tài)或同步執(zhí)行的狀態(tài)狀態(tài)圖支持基于事件的操作觸發(fā)器(trigger)作為事件，觸發(fā)狀態(tài)的遷移同時(shí)，狀態(tài)遷移過(guò)程中會(huì)執(zhí)行所指定的動(dòng)作狀態(tài)圖外框1.1狀態(tài)圖概念狀態(tài)圖外框:stm[stateMachine]modelelementname[diagramname]狀態(tài)圖的圖類(lèi)型是stm，圖外框所代表的模型元素類(lèi)型唯一:stateMachine;狀態(tài)圖的外框表示你在系統(tǒng)模型某處定義的單個(gè)狀態(tài)機(jī);狀態(tài)機(jī)是一種模型元素，是一種行為;狀態(tài)機(jī)也是一種命名空間，包含一系列命名的元素;可以在相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)圖的外框內(nèi)顯示所包含的元素?；拘g(shù)語(yǔ)1.1狀態(tài)圖概念狀態(tài)是一種可區(qū)別的、分離的、正交的狀況，用于描述對(duì)象在特定時(shí)間段的持續(xù)存在的狀況轉(zhuǎn)換是對(duì)關(guān)聯(lián)事件的響應(yīng)，使得對(duì)象從一個(gè)狀態(tài)遷移到另一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換由下列元素構(gòu)成:觸發(fā)器(使得轉(zhuǎn)換被觸發(fā)的事件)、條件(轉(zhuǎn)換發(fā)生前必須滿(mǎn)足的條件)、行為(轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)需要執(zhí)行的行為)。行為是一種運(yùn)行到底的行為，在與當(dāng)前事件相關(guān)的行為完成之前，不會(huì)接受和處理新的事件行為存在于轉(zhuǎn)換上、狀態(tài)內(nèi)的入口(entry)、do、出口(exit)上;狀態(tài)圖中的行為在下列情況下觸發(fā)：狀態(tài)發(fā)生遷移;進(jìn)入了一個(gè)狀態(tài);退出了一個(gè)狀態(tài)。轉(zhuǎn)換包含3部分:1.2狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制觸發(fā)器(Trigger):觸發(fā)狀態(tài)遷移的事件判斷條件(Guard):遷移發(fā)生需要滿(mǎn)足的條件轉(zhuǎn)換行為(Effect):遷移發(fā)生時(shí)需要執(zhí)行的動(dòng)作執(zhí)行語(yǔ)義的例子1.2狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制當(dāng)處于狀態(tài)1時(shí)發(fā)生事件e，哪一個(gè)會(huì)是后續(xù)狀態(tài)?答案是狀態(tài)3!因?yàn)槭刈o(hù)條件必須在動(dòng)作被執(zhí)行前先判斷，以確定有效的轉(zhuǎn)換路徑條件運(yùn)行到底的語(yǔ)義1.2狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制如上圖所示，當(dāng)狀態(tài)圖正在處理事件e時(shí)，執(zhí)行狀態(tài)1的出口行為f0),轉(zhuǎn)換行為fo0()和狀態(tài)2的入口行為90)，即使此時(shí)發(fā)生了事件ev1，新事件也不會(huì)被處理，直到關(guān)于e的所有事務(wù)被處理完畢。事件可能是同步的(直接調(diào)用)或者異步的(隊(duì)列事件)無(wú)論如何，在當(dāng)前事件處理完成之前，新的進(jìn)入事件不應(yīng)該被處理1.3觸發(fā)器SySML中定義了四種觸發(fā)事件信號(hào)事件(SignalEvent)實(shí)例接收到一個(gè)signal，這是最常用的觸發(fā)器事件需要排隊(duì)時(shí)間事件(TimeEvent)代表一段給定的時(shí)長(zhǎng)已流逝，或一個(gè)給定的時(shí)刻已到達(dá)到達(dá)絕對(duì)時(shí)間:at到達(dá)相對(duì)時(shí)間:after變更事件(ChangeEvent)代表某些條件被滿(mǎn)足，例如when(x<y)發(fā)生值的變化調(diào)用事件(CallEvent)實(shí)例的某個(gè)operation被調(diào)用，實(shí)例需要有對(duì)應(yīng)的operation可用來(lái)為參數(shù)指定參數(shù)值1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素簡(jiǎn)單狀態(tài)在一個(gè)特定的抽象層次，一個(gè)對(duì)象總是在一個(gè)確定的“或狀態(tài)”中1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素組合狀態(tài)組合狀態(tài)可包含一個(gè)區(qū)域或被分解為兩個(gè)或更多個(gè)正交區(qū)域(isOrthogonal=true)被組合狀態(tài)的一個(gè)區(qū)域包含的任意狀態(tài)都稱(chēng)為該組合狀態(tài)的子狀態(tài)1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素組合狀態(tài)下行為的次序從最外面開(kāi)始執(zhí)行——入口動(dòng)作從最里面開(kāi)始執(zhí)行——出口動(dòng)作1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素并行狀態(tài)當(dāng)一個(gè)狀態(tài)包含多個(gè)與狀態(tài)時(shí)，對(duì)象在同一時(shí)間一定處于所有活躍“與狀態(tài)”各自的一個(gè)子狀態(tài)中。與狀態(tài)在邏輯上是并行的當(dāng)對(duì)象接收到事件時(shí)，所有活躍的與狀態(tài)接收到事件的拷貝，并獨(dú)立地對(duì)事件進(jìn)行響應(yīng)或者丟棄1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素觸發(fā)器的次序當(dāng)x=-1時(shí)，狀態(tài)遷移到狀態(tài)6當(dāng)x=0時(shí)，狀態(tài)遷移到狀態(tài)4當(dāng)x=1時(shí)，狀態(tài)遷移到狀態(tài)4和狀態(tài)5相同的觸發(fā)器，從嵌套狀態(tài)的最底層開(kāi)始1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素狀態(tài)識(shí)別指南建立好狀態(tài)圖的關(guān)鍵在于識(shí)別適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)狀態(tài)描述了一個(gè)對(duì)象所處的狀況“或”狀態(tài)是順序的，“與”狀態(tài)是獨(dú)立的狀態(tài)限定了動(dòng)作執(zhí)行的次序(即狀態(tài)代表了一種特定的行為方式)事件導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)發(fā)生變化當(dāng)狀態(tài)變化時(shí)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作如果操作集能以任何次序被執(zhí)行，或執(zhí)行次序始終不變，則狀態(tài)圖發(fā)揮的價(jià)值減弱狀態(tài)識(shí)別策略識(shí)別對(duì)象在一定時(shí)間內(nèi)持續(xù)的狀況，在此狀況下等待關(guān)聯(lián)的事件發(fā)生識(shí)別操作調(diào)用的次序識(shí)別導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)變化或者執(zhí)行某些行為的事件1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素識(shí)別狀態(tài)、行為和觸發(fā)的例子進(jìn)入和離開(kāi)電梯在不同樓層之間電梯門(mén)是關(guān)閉的在到達(dá)某一樓層后，電梯門(mén)打開(kāi)。一旦門(mén)打開(kāi)，人可以離開(kāi)或進(jìn)入電梯在時(shí)間超過(guò)10s以后，電梯門(mén)關(guān)閉如果電梯開(kāi)門(mén)的按鈕被按下，則10s計(jì)時(shí)重新開(kāi)始如果檢測(cè)到障礙物或者在門(mén)關(guān)的過(guò)程中按下了開(kāi)門(mén)按鈕，則電梯停止關(guān)門(mén)并重新打開(kāi)如果沒(méi)有檢測(cè)到障礙物，電梯門(mén)將繼續(xù)關(guān)閉。待完全關(guān)門(mén)后，電梯前往指定的樓層，這里假設(shè)電梯已經(jīng)被設(shè)置至少一個(gè)目的樓層主動(dòng)狀態(tài)——門(mén)開(kāi)啟中，門(mén)關(guān)閉中，電梯移動(dòng)中被動(dòng)狀態(tài)——門(mén)已開(kāi)啟，門(mén)已關(guān)閉事件——到達(dá)，門(mén)開(kāi)啟，門(mén)關(guān)閉，檢測(cè)到障礙物，開(kāi)門(mén)按鈕被按下，10s周期1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素電梯門(mén)狀態(tài)圖示例主動(dòng)狀態(tài)——門(mén)開(kāi)啟中，門(mén)關(guān)閉中，電梯移動(dòng)中被動(dòng)狀態(tài)——門(mén)已開(kāi)啟，門(mén)已關(guān)閉事件——到達(dá)，門(mén)開(kāi)啟，門(mén)關(guān)閉，檢測(cè)到障礙物，開(kāi)門(mén)按鈕被按下，10s周期1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素UML偽狀態(tài)狀態(tài)機(jī)可以在狀態(tài)中暫停，無(wú)法在偽狀態(tài)中暫停;之所以向狀態(tài)機(jī)添加偽狀態(tài)，是為了在狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換上指定控制邏輯;共有9種偽狀態(tài);初始狀態(tài):樣式為實(shí)心圓，表示狀態(tài)機(jī)/區(qū)域開(kāi)始執(zhí)行的第一個(gè)狀態(tài)，無(wú)輸入轉(zhuǎn)換，輸出轉(zhuǎn)換不允許加觸發(fā)器和條件;終止?fàn)顟B(tài):表示狀態(tài)機(jī)結(jié)束執(zhí)行;終止連接器:表示區(qū)域結(jié)束執(zhí)行，不影響其他區(qū)域1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素條件連接符條件連接符使得一個(gè)轉(zhuǎn)換可以分成多個(gè)分支，每一個(gè)分支都有一個(gè)判斷條件；當(dāng)某一個(gè)轉(zhuǎn)換上條件為真實(shí)，則執(zhí)行該條轉(zhuǎn)換；當(dāng)所有條件都為假，則狀態(tài)機(jī)保持當(dāng)前狀態(tài)。1.4狀態(tài)機(jī)的模型元素連接/派生同步條派生同步條實(shí)現(xiàn)將一個(gè)入向轉(zhuǎn)換成到多個(gè)輸出轉(zhuǎn)換，多個(gè)轉(zhuǎn)換連接到多個(gè)并行狀態(tài)中;仿真時(shí)，多個(gè)輸出轉(zhuǎn)換是并行執(zhí)行的。連接同步條實(shí)現(xiàn)將多個(gè)輸入轉(zhuǎn)換合并到一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換，當(dāng)一個(gè)入向轉(zhuǎn)換到達(dá)后需要等待另外的入向轉(zhuǎn)換都到達(dá)時(shí)，才能執(zhí)行連接同步條的出向轉(zhuǎn)換。1.4狀態(tài)機(jī)