Диаграммы переходов–состояний

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Диаграммы переходов–состояний (STD) предназначены для моделирования и документирования аспектов систем, зависящих от времени или реакции на событие. Они позволяют осуществлять декомпозицию управляющих процессов и описывают отношения между входными и выходными управляющими потоками на управляющем процессе-предке.

С помощью STD можно моделировать последующее функционирование системы на основе ее предыдущего и текущего функционирования. Моделируемая система в любой заданный момент времени находится точно в одном из конечного множества состояний. С течением времени она может изменить свое состояние, при этом переходы между состояниями должны быть точно определены.

STD строится из следующих объектов.

Состояние, которое рассматривается как условие устойчивости для системы. Находясь в определенном состоянии, мы имеем достаточно информации о прошлой истории системы, чтобы определить очередное состояние в зависимости от текущих входных событий. Имя состояния должно отражать реальную ситуацию, в которой находится система.

Начальное состояние – узел STD, являющийся стартовой точкой для начального системного перехода. Диаграмма переходов–состояний имеет только одно начальное состояние, соответствующее состоянию системы после её инсталляции, но перед началом реальной обработки, а также любое (конечное) число завершающих состояний.

Переход, который определяет перемещение моделируемой системы из одного состояния в другое. При этом имя перехода идентифицирует событие, являющееся причиной перехода и управляющее им. Это событие обычно состоит из управляющего потока (сигнала), возникающего как во внешнем мире, так и внутри моделируемой системы при выполнении некоторого условия. Не все события вызывают переходы из отдельных состояний, а также одно и то же событие не всегда вызывает переход в то же самое состояние. С переходом связываются условия и действия.

Условие представляет собой событие, вызывающее переход и идентифицированное именем перехода. Если в условии участвует входной поток управляющего процесса предка, то его имя должно быть заключено в кавычки, например, " пароль" =0638, где " пароль" – входной управляющий поток.

Действие – это операция, которая может иметь место при выполнении перехода. Если действие необходимо для выбора выходного управляющего потока, то имя этого потока должно заключаться в кавычки, например, " введенная карта" =TRUE, где " введенная карта" – выходной управляющий поток. Для спецификаций А-, Т-, E/D–потоков имя запускаемого или переключаемого процесса также должно заключаться в кавычки, например, А: " Получить пароль" – активировать процесс " Получить пароль".

Фактически условие есть некоторое внешнее или внутренне событие, которое система способна обнаружить и на которое она должна отреагировать определенным образом, изменяя свое состояние.

При изменении состояния система обычно выполняет действия: производит ввод, выдает сообщения на терминал, выполняет вычисления и т.д. Таким образом, действие представляет собой отклик, посылаемый во внешнее окружение, или вычисление, результаты которого запоминаются в системе (обычно в хранилищах данных на DFD), для того, чтобы обеспечить реакцию на некоторые из планируемых событий.

На STD состояния представляются узлами, а переходы – дугами (рис. 6). Условия идентифицируются именем перехода и записываются рядом с дугой. Действия привязываются к переходам и записываются под соответствующим условием.

Начальное состояние на диаграмме должно иметь входной переход, изображаемый потоком из подразумеваемого стартового узла (иногда этот узел изображается небольшим квадратом и привязывается к входному состоянию).

Рис. 6. Символы диаграммы переходов–состояний

При построении STD рекомендуется следовать следующим правилам:

· строить STD на как можно более высоком уровне детализации диаграмм потоков данных;

· строить как можно более простые STD;

· по возможности детализировать STD;

· использовать те же принципы именований состояний, событий и условий, что и при именовании процессов и потоков.

Применяются два способа построения STD. Первый способ заключается в идентификации всех возможных состояний и дальнейшем исследовании всех небессмысленных связей (переходов) между ними. По второму способу сначала строится начальное состояние, затем следующие за ним и так далее. В результате применения любого из способов получается предварительная STD, для которой затем осуществляется контроль состоятельности, заключающейся в ответе на следующие вопросы:

· все ли состояния определены и имеют уникальные имена;

· все ли состояния достижимы;

· все ли состояния имеют выход;

· (для каждого состояния) реагирует ли система соответствующим образом на все возможные условия;

· все ли входные/выходные потоки управляющего процесса отражены в условиях/действиях на STD?

В ситуации, когда число состояний и/или переходов велико, для проектирования спецификаций управления могут использовать таблицы и матрицы переходов. Обе эти нотации позволяют зафиксировать ту же самую информацию, что и STD, но в другом формате.

Таблица переходов состоит из четырех колонок. Первая колонка таблицы содержит список всех состояний проектируемой системы, во второй колонке для каждого состояния приведены все условия, вызывающие переход в другие состояния, а в третьей колонке – совершаемые при этих переходах действия. Четвертая колонка содержит соответствующие имена состояний, в которые осуществляется переход из рассматриваемого состояния при выполнении определенного условия. Формат таблицы переходов приведен на рис. 7.

текущее состояние	условие	действие	Следующее состояние

Рис. 7. Формат таблицы переходов

Матрица переходов содержит по вертикали перечень состояний системы, а по горизонтали – список условий. Каждый ее элемент содержит список действий, а также имя состояния, в которое осуществляет переход.

Используется и другой вариант матрицы переходов: по вертикали указываются состояния, из которых выполняется переход, а по горизонтали состояния, в которые выполняется переход. При этом каждый элемент матрицы содержит соответствующие условия и действия, обеспечивающие переход из " вертикального" состояния в " горизонтальное".

Пример.

Рассмотрим диаграмму переходов состояний для программы построения графиков функций одной переменной.

Программа относится к классу интерактивных, соответственно на этапе анализа и определения спецификаций целесообразно уточнить поведение программы на уровне интерфейса с пользователем, тем более, что наличие простого интерфейса оговорено в техническом задании. Один из возможных вариантов диаграммы переходов состояний программы представлен на рис. 8.

Рис. 8. Диаграмма переходов состояний программы построения графиков/таблиц функций

Практическое задание

Цели работы :

– изучить процесс специфицирования аспектов программных систем, зависящих от времени или реакции на событие, осуществляемый на уровне диаграмм переходов-состояний;

– приобрести навыки функционального анализа информационных систем.

Задание:

1. Изучить описание предметной области в соответствии с вариантом задания и составить иерархический список функций информационной системы.

2. Изобразить функциональную диаграмму с помощью средств Microsoft Visio.

3. Для своего варианта разработать таблицу или матрицу переходов, а также диаграмму переходов-состояний.

4. С помощью Microsoft Visio осуществить ввод и редактирование этой диаграммы переходов–состояний.

5. Составить отчет по работе.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒