1

Diagramy maszyny stanowej
(state machines)

Dr in

ż

. Ilona Bluemke

2

Diagram maszyny stanowej

Opisuje zmiany stanów obiektu na skutek
zdarze

ń

. Do notacji u

ż

ywa si

ę

diagramów

Davida Harel'a (1987).

W

ę

zły - stany

- abstrakcja zbioru warto

ś

ci

atrybutów i poł

ą

cze

ń

obiektu

Skierowane kraw

ę

dzie

- zmiany stanów

etykietowane nazwami zdarze

ń

diagram deterministyczny

3

stany

Stan okre

ś

la reakcj

ę

obiektu na zdarzenie. Reakcja

mo

ż

e by

ć

ró

ż

na dla ró

ż

nych stanów. Odpowiedzi

ą

na zdarzenie mo

ż

e by

ć

akcja lub zmiana stanu

obiektu.

zdarzenia reprezentuj

ą

chwile czasu, stany -

interwały czasu.

Stan obiektu zale

ż

y od sekwencji zdarze

ń

jakie

obiekt otrzymał w przeszło

ś

ci. Definiuj

ą

c stany

ignorujemy atrybuty, które nie wpływaj

ą

na

zachowanie obiektu. Ł

ą

czymy w jednym stanie

warto

ś

ci atrybutów, poł

ą

cze

ń

, które daj

ą

tak

ą

sam

ą

odpowied

ź

na zdarzenie.

4

Stany charakteryzują

nazwa stanu

sekwencja zdarze

ń

powoduj

ą

cych wej

ś

cie do

tego stanu

warunki charakteryzuj

ą

ce stan

oczekiwane zdarzenia

akcje - reakcje na zdarzenia

stany nast

ę

pne

stan pocz

ą

tkowy

stan ko

ń

cowy

5

Przykład diagramu maszyny stanowej

Np. kurs na uczelni

zgłoszony

zgłoszony

zgłoszony

zaakceptowany

zgłoszony

realizowany

zgłoszony

zakończony

6

Zachowanie klasy Seminarium podczas
rejestracji

2

7

Sekcje symbolu graficznego stanu

nazwa

czynności wewnętrzne

przejścia wewnętrzne

Sekcja dekompozycji

8

Diagram maszyny stanowej

Opisuje zachowanie obiektów jednej klasy.
Wszystkie instancje klasy maj

ą

takie same

zachowanie - "dziel

ą

" diagram stanów. Ka

ż

dy obiekt

jest w swoim stanie ale jest niezale

ż

ny od innych

obiektów.

Ze zdarzeniami mog

ą

by

ć

zwi

ą

zane akcje,

zapisywane na kraw

ę

dziach diagramu stanu po

/

,

mog

ą

tak

ż

e reprezentowa

ć

wewn

ę

trzne operacje

steruj

ą

ce np. ustawienie atrybutów, generowanie

zdarze

ń

.

zdarzenie/ akcja

9

Słowa kluczowe opisujące zdarzenia

entry

identyfikuje czynno

ść

wykonywan

ą

przy wej

ś

ciu obiektu do stanu (jedn

ą

)

do identyfikuje czynno

ść

wykonywana w

sposób ci

ą

gły na obiekcie znajduj

ą

cym si

ę

w

danym stanie, mo

ż

na okre

ś

li

ć

kilka takich

czynno

ś

ci (niezale

ż

nie wykonywanych),

czynno

ś

ci te s

ą

wykonywane

po

czynno

ś

ci

entry

exit identyfikuje czynno

ść

wykonywan

ą

przy

wyj

ś

ciu ze stanu (jedn

ą

)

10

przejścia wewnętrzne

zdarzenie/operacja

okre

ś

laj

ą

czynno

ś

ci

wykonywane przez obiekt b

ę

d

ą

cy w stanie

pod wpływem

zdarzenia

Ustaw_godz

do/ wyswielt_godz

inc/ inkrementuj_godz

11

Klasyfikacja stanów

proste

zło

ż

one



stan zło

ż

ony

zawiera maszyn

ę

stanow

ą



lub

jest podzielony na obszary współbie

ż

ne

(zawiera podstany)

12

Generalizacja stanów (relacja or )

Stan zawiera maszyn

ę

stanow

ą

Luz

wstecz

Pierw.

Drugi

Trzeci

automatyczna skrzynia biegów

Do_przodu

wsteczny

Luz

L

F

wyżej

wyżej

niżej

niżej

stop

3

13

Generalizacja stanów

Pozwala na opis na wysokim poziomie a nast

ę

pnie na

uszczegóławianie na coraz ni

ż

szych poziomach.

Tworzona jest struktura hierarchiczna z dziedziczeniem
wspólnego zachowania i struktury.

Stan mo

ż

e mie

ć

diagram maszyny stanowej, który

dziedziczy przej

ś

cia superstanu. Przej

ś

cie, akcja

superstanu dotyczy wszystkich jego podstanów (chyba,

ż

e zostanie przysłoni

ę

te przez przej

ś

cie w podstanie).

Wybór "L" w dowolnym podstanie "do przodu" powoduje
przej

ś

cie do stanu "luz". Wybór "F" powoduje przej

ś

cie

do stanu "pierwszy". Zdarzenie "stop" w dowolnym
podstanie "do przodu" powoduje przej

ś

cie do stanu

"pierwszy".

14

Notacja graficzna

W zło

ż

onych diagramach stanów diagramy

przej

ść

podstanów mo

ż

na rysowa

ć

na

oddzielnych diagramach.

Luz

wstecz

automatyczna skrzynia biegów

Do_przodu

wsteczny

Luz

L

F

15

Pełny diagram stanów dla klasy
Seminarium

16

Kompozycja – agregacja stanów

Pozwala na podział na cz

ęś

ci składowe z

ograniczon

ą

interakcj

ą

mi

ę

dzy nimi.

Jest równowa

ż

ne współbie

ż

no

ś

ci stanów.

Ka

ż

dy komponent wykonuje przej

ś

cia

równolegle z pozostałymi (równolegle
działaj

ą

„testowanie” i „wykonywanie zlece

ń

”

na slajdzie nast

ę

pnym).

17

Przykład agregacji stanów

praca

testowanie

Wykonywanie
zleceń

test

Samotest.

czeka

wykonuje

komenda

[continue]

[stop]

18

Mechanizm historii

Pozwala na

pami

ę

tanie stanu

ostatnio
odwiedzonego w
podstanie i
wej

ś

cie do niego

przy kolejnym
„wej

ś

ciu” do stanu

zło

ż

onego.

H

A

B

C

X

Y

D

In

Out

4

19

Przykład maszyny stanowej z historią

Zamknięcie drzwi

Pranie

Płukanie

Suszenie

H

Czekaj

Otwarcie drzwi

20

Zadanie -1

Poni

ż

ej podano diagram zmian stanów dla pewnej

klasy. Podaj jakie czynno

ś

ci b

ę

d

ą

kolejno wykonane

przez obiekt tej klasy dla nast

ę

puj

ą

cej sekwencji

zdarze

ń

:

utworzenie obiektu,

E1,

E3,

E1,

E3.

Uzasadnij swoje rozwi

ą

zanie.

21

entry/akcja1
exit/akcja2
do/akcja3
E3/akcja6

stan1

stan2

E1/akcja4

E2/akcja5

entry/akcja7
exit/akcja8
do/akcja9
E3/akcja10

E1/akcja4