2. Язык UML. Руководство пользователя. Буч_ Рамбо_ Якобсон (2-е издание) (2006) (1185732), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Система работаетв главе 22.непрерывно, реагируя на такие внешние события, как, например,Разницамежду построением собачьей будкии небоскребаобсуждается в главе 1.Базовые понятия359разбивание окна. Вдобавок пос ется описанием стабильных состояний (например, Idle – Простой, Armed – Готовность, Active – Активность, Checking – Проверка и т.п.), событий, инициирующих переход из одного состояния в другое, а также действий, выполняемыхпри каждом таком переходе.В UML управляемое событиями поведение объекта моделируется с помощью диаграмм состояний.
Как показано на рис. 25.1,диаграмма состояний – это просто представление автомата, подчеркивающее поток управления от одного состояния к другому.ПростойзавершающиепереходыРис. 25.1. Диаграмма состоянийБазовые понятияДиаграмма состояний (state diagram) показывает автомат, сосредотачивая внимание на потоке управления от одного состояния к другому. Изображается в виде графа с вершинами и дугами (ребрами).Автомат (state machine) – это описание последовательностисостояний, через которые проходит объект на протяжении жизненного цикла, реагируя на события, а также описание реакции на этисобытия.Состояние (state) – ситуация в жизненном цикле объекта, на протяжении которой он удовлетворяет некоторому условию, выполняетнекоторую деятельность или ожидает некоторого события.Событие (event) – спецификация существенного факта, который происходит во времени и пространстве.
В контексте автоматасобытие – это воздействие, которое вызывает переход между состояниями.Переход (transition) – связь между двумя состояниями, показывающая, что объект, находящийся в первом состоянии, долженвыполнить некоторые действия и перейти во второе, как толькоДиаграммы состояний360произойдет определенное событие и будут выполнены определенные условия.Деятельность (activity) специфицирует работу, происходящуювнутри автомата.Действие (action) – примитивное выполняемое вычисление,приводящее к смене состояния модели или возврату значения.На заметку.
Диаграммы состояний, используемые в UML, основаны на нотации, предложенной Дэвидом Харелом (David Harel).В частности, концепции вложенных и ортогональных состоянийбыли подробно разработаны Харелом в виде формальной системы. В UML эти концепции менее формализованны, чем в нотации Харела, и отличаются некоторыми деталями – в частности,сосредотачивая внимание на объектноQориентированных системах.Общие свойстваОбщиесвойствадиаграммобсуждаются в главе 7.Диаграмма состояний обладает свойствами, общими для всехдиаграмм: имеет имя и графическое содержимое, представляющеесобой проекцию модели. От прочих диаграмм она отличается именно своим содержимым.СодержимоеПростыеи составныесостояния,переходы,событияи действияобсуждаются в главе 22,диаграммыдеятельности –в главе 20,примечанияи ограничения – в главе 6.Диаграммы состояния обычно содержат простые и составныесостояния, а также переходы, события и действия. Кроме того, как ивсе диаграммы, могут включать примечания и ограничения.На заметку.
Диаграмма состояний, по сути, состоит из элементов, встречающихся в любом автомате. Она может содержать ветвления, разделения, соединения, состояния действий и состояния деятельности, объекты, начальные и конечные состояния, исторические состояния и т.д. – в общем,на диаграмме состояний отображаются все без исключенияхарактеристики автомата.Общее применениеДиаграммы состояний применяются для моделирования динамических аспектов поведения системы. Имеется в виду обусловленное порядком возникновения событий поведение объектов любого рода в любом представлении системной архитектуры, включаяклассы (в т.ч.
активные), интерфейсы, компоненты и узлы.Типичные приемы моделированияПять представленийархитектуры обсуждаютсяв главе 2,экземпляры –в главе 13,классы –в главах 4 и 9.Активныеклассыобсуждаютсяв главе 23,интерфейсы –в главе 11,компоненты –в главе 15,узлы – в главе 27, – в главе 17,системы –в главе 32.361Диаграммы состояний можно использовать для моделированиянекоторого динамического аспекта системы, притом в контекстепочти любого элемента модели. Однако чаще их применяют в контексте всей системы, подсистемы либо класса.
Также диаграммысостояний можно присоединять к вариантам использования (длямоделирования сценариев).При моделировании динамических аспектов системы, классаили варианта использования диаграммы состояний обычно применяются для моделирования реактивных объектов.Реактивный (reactive), или управляемый событиями, объект –такой, поведение которого лучше всего характеризуется его реакцией на события, принимаемые им извне его контекста. Обычно реактивный объект простаивает в ожидании события. Когда он получаетэто событие, его реакция обычно зависит от предыдущих событий.Отреагировав определенным образом, объект опять возвращаетсяв состояние простоя, ожидая следующего события.
Рассматриваяобъект подобного рода, вы сосредотачиваете внимание на его стабильных состояниях, событиях, инициирующих переходы от одного состояния к другому, а также действиях, которые выполняютсяпри каждой смене состояния.На заметку. В отличие от диаграмм состояний, диаграммыдействий применяются для моделирования потока работ илимоделирования операций. Диаграммы деятельности лучшеподходят для моделирования потока деятельности во времени, как это представляется на блокQсхемах.Типичные приемы моделированияМоделирование реактивных объектовВзаимодействияобсуждаются в главе 16,диаграммыдеятельности – в главе 20.Чаще всего, как уже было сказано, диаграммы состояний используются при моделировании поведения реактивных объектов, особенно экземпляров классов, вариантов использования и системыв целом.
В то время как взаимодействия моделируют поведениесообщества объектов, работающих вместе, диаграмма состояниймоделирует поведение отдельного объекта во время его жизненного цикла. В отличие от диаграмм деятельности, которые моделируют поток управления от одной деятельности к другой, диаграмма состояний моделирует поток управления от одного событияк другому.362Диаграммы состоянийПри моделировании поведения реактивного объекта, по сути,специфицируются три вещи: стабильные состояния, в которыхобъект может пребывать, события, вызывающие переходы от состояния к состоянию, и действия, выполняемые при каждой смене состояний. Кроме того, моделирование поведения реактивногообъекта подразумевает моделирование его жизненного цикла начиная с создания объекта вплоть до его уничтожения, с выделениемстабильных состояний, в которых он может находиться.Время и проСтабильное состояние представляет условие, при котором объстранствоект может существовать в течение некоторого определенного периобсуждают- ода времени.
Когда происходит событие, объект может переходиться в главе 24. из одного состояния в другое. Эти события также могут вызыватьпереходы в себя и внутренние переходы, когда исходное и целевоесостояния объекта совпадают. Реагируя на события и изменениясостояния, объект может выполнять действия.Моделирование жизненного циклаобъектовобсуждается в главе 22.На заметку. Когда моделируется поведение реактивногообъекта, можно специфицировать его действия, привязываяих к переходу или смене состояния.
В технической терминологии автомат, все действия которого привязаны к переходам, называется машиной Мили (Mealy machine), а автомат,действия которого привязаны к состояниям, – машиной Мура(Moore machine). В математическом плане эти два вариантаэквивалентны по мощности. На практике чаще создаютсядиаграммы состояний, использующие некоторую комбинацию машин Мили и Мура.ПредN и постусловияобсуждаются в главе 9,интерфейсы – в главе 11.Типичные приемы моделирования363 Принять решения относительно событий, которые могут вызывать переходы из одного состояния в другое.
Смоделироватьэти события как триггеры переходов между состояниями. Присоединить действия к переходам (как в машине Мили)и/или к состояниям (как в машине Мура). Рассмотреть возможности упрощения автомата за счет применения подсостояний, ветвления, разделений, соединенийи исторических состояний. Убедиться, что все состояния достижимы при некоторомстечении событий. Проверить, нет ли какихFнибудь «мертвых» состояний, из которых объект не сможет выйти ни при каком сочетании событий. Провести трассировку автомата (либо вручную, либо с применением инструментальных средств), чтобы подтвердитьсоответствие ожидаемым последовательностям событий и реакциям на них.В качестве примера на рис. 25.2 показана диаграмма состояний,предназначенная для разбора некоего простого контекстноFсвободногоязыка – вроде того, что можно встретить в системах, обрабатывающих входные и выходные потоки сообщений XML.Чтобы смоделировать реактивный объект, необходимо: Выбрать контекст автомата – класс, вариант использованияили систему в целом.
Установить начальное и конечное состояния объекта. Возможно, чтобы управлять остальными частями модели, понадобится также установить предF и постусловия начальногои конечного состояний соответственно. Принять решения относительно стабильных состояний объекта, рассмотрев условия, в которых объект может существоватьв течение определенного периода времени. Начать с состояний высшего уровня и только после этого перейти к рассмотрению возможных подсостояний. Принять решения относительно осмысленного частичногоупорядочения состояний на протяжении времени жизниобъекта.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
