Диаграмма состояний

Диаграмма состояний - это диаграмма, которая представляет конечный автомат. Главное ее назначение – это описать возможные последовательности состояний и переходов, которые в совокупности характеризуют поведение моделируемой системы в течение всего жизненного цикла. Диаграмма состояний представляет динамическое поведение сущностей на основе спецификаций их реакции на восприятие некоторых конкретных событий.

Конечный автомат – это модель для спецификаций поведения объекта в форме последовательности его состояний, которые описывают реакцию объекта на внешние события, выполнение объектом действий, а так же изменение его отдельных свойств. Вершинами графа конечного автомата являются состояния и другие типы элементов модели, которые изображаются соответствующими графическими символами. Дуги графа служат для обозначения переходов из состояния в состояние. Конечный автомат описывает поведение отдельного объекта в форме последовательности состояний, охватывающих все этапы его жизненного цикла, начиная от создания объекта и заканчивая его уничтожением. Каждая диаграмма состояний представляет собой конечный автомат.

Длительность нахождения системы в отдельном состоянии существенно превышает время, которое затрачивается на переход из одного состояния в другое. Предполагается, что время перехода из одного состояния в другое равно нулю (если дополнительно ничего не сказано). Предполагается, что последовательность изменения состояний упорядочено во времени, т.е. каждое последующее состояние может наступить позже предшествующего ему состояния.

С остояние – это условие или ситуация в ходе жизненного цикла объекта в течение которого он удовлетворяет логическому условию, выполняет определенную деятельность или ожидает событие.

Под действием в языке UML некоторую атомарную операцию, выполнение которой приводит к изменению состояния или возврату некоторого значения истинно или ложь. Оно может быть реализовано по средствам передачи сообщения объекту, модификации связи или значения атрибута. В языке UML различают три вида действий:

Входное действие – это действие, которое выполняется в момент перехода в данное состояние.

Внутренняя деятельность – это выполнение объектом операций или процедур, которое требует определенного времени. Эта деятельность выполняется в течение всего времени, пока объект находится в данном состоянии или до тех пор, пока не будет прервана внешним событием.

Действие выхода – действие, производимое при выходе из данного состояния.

Псевдосостояние – вершина в конечном автомате, которая имеет форму состояния, но не обладает поведением.

Н ачальное состояние – это разновидность псевдосостояния, обозначающая начало выполнения процесса изменения состояний конечного автомата или нахождения моделируемого объекта в составном состоянии. Изображается в виде

К онечное состояние – разновидность псевдосостояния, обозначающее прекращение процесса изменения состояний конечного автомата или нахождения моделируемого объекта в составном состоянии

Переход – отношение между двумя состояниями, которое указывает на то, что объект в первом состоянии должен выполнить определенные действия и перейти во второе состояние.

Составное состояние – сложное состояние которое состоит из других вложенных в него состояний. Вложенное состояние выступает по отношению к составному состоянию как подсостояние.

Последовательное подсостояние – вложенное состояние составного состояния в рамках которого в каждый момент времени объект может находится в одном и только в одном подсостоянии.

П

ПодсостояниеА

оведение объекта в этом случае представляет собой последовательную смену подсостояний от начального до конечного.

подсостояниеВ

Параллельное подсостояние – вложенные подсостояния используемые для спецификации двух и более конечных подавтоматов, которые могут выполнятся параллельно внутри. Объект может находится в каждом из этих состояний. Отдельные параллельные подсостояния могут в свою очередь состоять из нескольких последовательных подсостояний.

В данном контексте допустимо нахождение объекта только в следующих подсостояниях.

1.ACF 2.BCF 3.ACD 4.BCG 5.ADF 6.BDF 7.ADG 8.BDG и т.д.

При переходе каждый из конечных подавтоматов оказывается в своем начальном состоянии. Далее происходит параллельное выполнение каждого из этих конечных подавтоматов причем выход из составного состояния будет возможен лишь в том случае когда все конечные подавтоматы будут находиться в своих привычных состояниях. Если какой либо из конечных подавтоматов пришел в свое конечное состояние раньше других, то он должен ожидать пока и другие подавтоматы не придут в начальное состояние.

П остроим фрагмент диаграммы состояний демонстрирующий работу банкомата

Вставлена карта

Диаграммы деятельности можно использовать для моделирования динамических аспектов поведения системы. Как привило, они применяются, чтобы моделировать последовательные (иногда параллельные шаги вычислительного процесса). Данные диаграммы показывают поток переходов от одной деятельности к другой. Деятельность – это продолжающийся во времени, не атомарный шаг вычисления в автомате. Деятельность в конечном счете приводит к выполнению некоего действия, составленного из выполняемых атомарных вычислений, каждое из которых либо изменяет состояние системы, либо возвращает какое-то значение. Действие может заключаться в вызове другой операции, посылки сигнала, создании или уничтожении объекта, либо простом вычислении, например значение выражения. Графически данная диаграмма изображается в виде графа, имеющего вершины и . переход предполагает, что действие завершилось. Состояние деятельности не может иметь внутренних переходов поскольку является элементарным. Деятельность не может быть прервана никакими внешними событиями. Состояние действия моделирует один шаг выполнения алгоритма (процедуры) или потока управления.

В начальном состоянии система находится сразу после включения, либо объект сразу после его создания. На диаграмме начальное состояние обязательно, и на диаграмме может быть только одно начальное состояние.

В конечном состоянии система находится непосредственно перед выключением, либо объект непосредственно перед уничтожением. На диаграмме конечных состояний может быть несколько.

С инхронизация позволяет определить независимо выполняемые переходы. При этом переходы могут разделяться:

1. Н а несколько выполняемых независимо

2. Н есколько входящих переходов (слияние)

П лавательные дорожки позволяют моделировать последовательность действий различных объектов и связи между ними. При помощи данного элемента можно моделировать бизнес-процессы организаций, отражая на диаграмме различные подразделения и объекты игращие важные роли в модели процесса. Они позволяют показать, кто выполняет те или иные действия в процессе.

Построим фрагмент диаграммы деятельности по отгрузке товара клиенту.

Практическая работа №14

Построение диаграмм последовательности и кооперации

Задание №1

В соответствии с условием поставленной задачи построить диаграмму состояний

Задание №2

Диаграмму деятельности

Задание №3

Диаграмму последовательности

Задание №4

Диаграмму коопераций

Лабораторная работа №15