UML

Plan wykładu

• Podstawowe określenia
• Stan złożony sekwencyjny
• Stan złożony współbieżny
• Sygnał, przejście, czynność
• Przykłady diagramów stanu

Klasyfikacja diagramów UML 2.0

1. Diagramy struktury
• Diagram klas (class diagram)
• Diagram komponentów (component diagram)
• Diagram struktur złożonych, diagram składowych, (composite

structure diagram)

• Diagram wdrożenia (deployment diagram)
• Diagram obiektów (object diagram)
• Diagram pakietów (package diagram)
2. Diagramy zachowania

• Diagram czynności (activity diagram)
• Diagram przypadków użycia (use case diagram)

• Diagram maszyny stanów (state machine diagram)

• Diagramy interakcji
       -   Diagram sekwencji (sequence diagram
       -   Diagram komunikacji (communication diagram)
       -   Diagram przeglądu interakcji; diagram opisu interakcji

(interaction overview diagram)

- Diagram czasowy,diagram następstwa (timing diagram)

Maszyny stanowe -

podstawowe pojęcia

•Stan

- okoliczność lub sytuacja, w jakiej

obiekt się znajduje, kiedy spełnia jakiś
warunek, wykonuje jakąś czynność lub
czeka na jakieś zdarzenie; zwykle obiekt
pozostaje w pewnym stanie przez skończony
czas.

Maszyna stanowa

- określa ciąg

stanów przyjmowanych przez obiekt w
odpowiedzi na zdarzenia zachodzące w
czasie jego życia, a także reakcje obiektu
na te zdarzenia; bardzo przydatne, gdy
bieżące zachowanie obiektu zależy od jego
przeszłości

Diagram maszyny stanów

 stan obiektu trwa w czasie aż do
momentu zajścia zdarzenia, które
spowoduje zmianę aktualnego stanu na
inny;
 stan może mieć nazwę, ale często
jest charakteryzowany jedynie poprzez
wewnętrzne operacje;

Diagramy stanów

• Są

grafami

stanów i przejść między nimi

• Opisują reakcje

obiektu na otrzymane

komunikaty i zdarzenia zewnętrzne

• Modelują

zachowanie obiektów danej

klasy w oderwaniu od reszty systemu

– Wszystkie obiekty danej klasy

znajdujące się w tym samym stanie
reagują w jednakowy sposób na
otrzymanie tego samego komunikatu lub
zdarzenia

Diagramy stanów

•Zawierają

stany zwykłe(proste) i złożone
przejścia ze zdarzeniami i akcjami

•Najczęściej wykorzystywane

do modelowania

obiektów reaktywnych

(sterowanych zdarzeniami -

ang. event-driven)

zachowanie

obiektów reaktywnych jest najlepiej

charakteryzowane przez ciąg odpowiedzi na zdarzenia
wywołane w jego otoczeniu, przy czym obiekt taki jest zwykle
bezczynny do chwili zajścia zdarzenia

reakcja

na konkretne zdarzenie najczęściej zależy od

wcześniejszych zdarzeń

Nacisk

kładziony jest na stany stabline, zdarzenia

uruchamiające przejścia i akcje wykonywane po każdej
zmianie stanu

Składniki stanów

•Nazwa

stanu- odróżnia poszczególne stany (nie

może zawierać dwukropka); może też być stan
bez nazwy – anonimowy.
Nazwę stanu podaje się w

formie rzeczownika

lub wyrażenia rzeczownikowego
pochodzącego ze słownictwa modelowanego
systemu.

•Przejścia

wewnętrzne

- realizowane bez

zmiany stanów

Diagramy maszyny stanów w
UML



stan jest reprezentowany przez

prostokąt z

zaokrąglonymi rogami



przejście z jednego stanu w inny jest

oznaczone
przez

linię ciągłą z grotem strzałki

Stany mogą mieć podstany:



sekwencyjne

(jeden następuje po drugim),



współbieżne

(pojawiające się w tym

samym czasie).

Rodzaje stanów

• Prosty

(zwykły) -

nie posiada
wewnętrznej struktury

•

Finalny

- pseudostan

oznaczający punkt

końcowy

•

Początkowy

pseudostan oznaczający

punkt startowy -

miejsce rozpoczęcia

działania maszyny

stanowej lub podstanu

Rodzaje stanów

•Złożony
sekwencyjny

- złożony

z jednego lub więcej
podstanów, z których
tylko jeden jest
aktywny, gdy aktywny
jest stan złożony

•

Złożony współbieżny

podzielony na dwa lub

więcej współbieżnych

podstanów; wszystkie

podstany są

jednocześnie aktywne,

gdy aktywny jest stan

złożony (jako całość)

STAN ZŁOŻONY SEKWENCYJNIE

 każdy z podstanów dziedziczy przejścia
nadstanu;
 tylko jeden z podstanów może być aktywny
w danym momencie.

Maszyna stanów dla klasy Samochód

ze stanem złożonym sekwencyjnym w

notacji UML

Podstany współbieżne

•Umożliwiają tworzenie dwu lub więcej maszyn
stanowych,

działających

równolegle

w ramach

jednego obiektu

•Czynności podstanów współbieżnych przebiegają
równolegle i ostatecznie każda z nich osiąga swój
stan końcowy;

jeżeli jeden dotrze do swego stanu

końca wcześniej to czeka na pozostałe

i dopiero

wtedy następuje połączenie przepływu sterowania

•Zagnieżdzona współbieżna maszyna

stanowa nie

ma jako całość

ani stanu początkowego ani

końcowego

; natomist mogą je mieć składowe

podstany sekwencyjne

STAN ZŁOŻONY WSPÓŁBIEŻNIE

rodzajem stanów złożonych są stany składające się ze
współbieżnych podstanów;



synchronizacja wewnętrzna

synchronizacja
zewnętrzna

Wyjście ze stanu - w
typowej sytuacji - następuje
wtedy, gdy we wszystkich
podstanach został
osiągnięty ich stan
końcowy

Oba diagramy
są
równoważne

Współbieżność w ramach obiektu

zagregowanego

Diagram dla obiektu
„

całość

” budowany jest

w oparciu o diagramy
stanów

dla obiektów

składowych

Maszyny stanów dla
obiektów klas

Zapłon,

Biegi,, Hamulec i Gaz

determinują zmiany
stanu dla
zagregowanego obiektu
klasy Samochód

stan1

stan2

zdarzenie[ warunek ] / akcja

PRZEJŚCIA

przejście zewnętrzne

stan

zdarzenie[ warunek ] / akcja

samoprzejście

przejście wewnętrzne

zdarzenie [warunek] /
akcja

stan1

stan2

[ warunek ] / akcja

przejście automatyczne (wszystkie
operacje wyspecyfikowane po
słowach kluczowych ‘entry’, ‘exit’ i
‘do’ zostały ukończone)

Składniki przejść

•Akcja

- wykonywalna niepodzielna procedura

obliczeniowa, która może mieć bezpośredni wpływ
na obiekt będący właścicielem maszyny stanowej i
pośredni wpływ na inne obiekty znajdujące się w
jego zasięgu

•może to być wywołanie operacji (obiektu lub innych
dostępnych obiektów), utworzenie lub zniszczenie
obiektu oraz wysłanie sygnału do obiektu
•nie może być przerwana przez zdarzenie - zawsze
jest wykonywana w całość

•Stan docelowy

- stan obiektu po zakończeniu

przejścia

Elementy diagramów stanów 1/2

• Stany

mogą mieć nazwy i być definiowane na

trzy sposoby

– Wartość

atrybutów obiektów

– Czas, gdy obiekt oczekuje

na nadejście

jakiegoś zdarzenia

– Czas, w którym obiekt wykonuje

jakieś

czynności

Elementy diagramów stanów 2/2

• Przejścia

– wskazują, że obiekt przejdzie z jednego

stanu do drugiego, ilekroć zajdzie określone

zdarzenie i będą spełnione warunki

– entry/akcja

– oznacza wykonanie akcji podczas

wejścia do stanu

– exit/akcja

– oznacza wykonanie akcji podczas

wyjścia ze stanu

– do-

służy do wskazania prac wykonywanych w

danym stanie od chwili zakończenia akcji

wejściowej (może to być uruchomienie innej

maszyny stanowej lub ciąg akcji, rozdzielonych

średnikami)

Przejście zewnętrzne – wykonanie akcji exit zmiana

stanu i wykonanie akcji enter

Przejście wewnętrzne – wykonanie akcji exit i entry

bez zmiany stanu

Diagram maszyny stanów

stan

nazwa stanu

entry/ akcja1/akcja2/...
exit/ akcja1/akcja2/...
do/ czynnosc

entry

– każda akcja stowarzyszona ze zdarzeniem

entry jest wykonywana przy każdym wejściu do
stanu

exit

- akcja stowarzyszona ze zdarzeniem exit jest

wykonywana przy każdym wyjściu ze stanu

do/czynność

– wykonanie czynności w trakcie,

wskazanej za pomocą etykiety

Rodzaje zdarzeń

 otrzymanie przez obiekt synchronicznego

żądania wykonania operacji –

podstawowe

;

 wygenerowane po upływie pewnego czasu,

oznaczane słowem kluczowym ‘

after

’;

 wygenerowane po spełnieniu pewnego

warunku, oznaczane słowem kluczowym

‘

when

’;

 otrzymania przez obiekt asynchronicznego

żądania wykonania operacji –

sygnał

;

Złożone elementy stanów i przejść

•Zdarzenia odroczone

- lista zdarzeń,

których zajście w stanie jest odroczone do
czasu, aż stan, w którym nie są odroczone,
uaktywni się - dopiero wtedy te zdarzenia
powodują przejścia, jakby właśnie zaszły;
zdarzenia takie oznacza się specjalnym
rodzajem akcji „

defer

”.

Literatura

 G.Booch, J.Rumbaugh, I.Jacobson – „UML
przewodnik użytkownika”,
 J.Schmuller– „UML dla każdego”,

Document Outline