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1UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
UML – Diagramas de Estados (Statechart Diagrams)
versão 1.1
João Pascoal Faria
Novembro 2001
2UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Introdução
3UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Objectivon Um diagrama de estados especifica uma máquina de estados,
com estados (duradoiros e em número finito) e transições entre estados (instantâneas) causadas por eventos (instantâneos)
n Pode também especificar as acções (instantâneas) e actividades(duradoiras) realizadas em resposta a eventos ou durante a permanência em estados, respectivamente
n Usado normalmente para modelar o ciclo de vida dos objectos de uma classe (objecto visto como máquina de estados)
n Em geral, serve para modelar a dinâmica de um sistema ou objecto cujo estado evolui por saltos (transições instantâneas) em resposta a eventos, com um número finito de estados
estado (de sistema,
objecto, etc.)
tempo
evento
4UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Comportamento e ciclo de vida de objectos ou sistemas reactivos (1)n Um diagrama de estados é útil para modelar o comportamento e
o ciclo de vida de um objecto ou sistema reactivo
n Objecto/sistema reactivo: funciona por resposta (reacção) a estímulos (eventos)
• Comportamento reactivo ≠ comportamento invocável (operações)
• Sistema reactivo ≠ sistema transformacional (tipo filtro Unix)• Sistemas de interacção com o utilizador (com formulários, botões,
etc.) são tipicamente reactivos• Sistemas de tempo real (ex: semáforo) podem ser vistos como
sistemas reactivos que reagem a eventos temporais (timeout, ...)
• Sistemas reactivos geralmente têm memória - um estado interno que acumula o efeito dos estímulos recebidos no passado e afecta a resposta a estímulos futuros
5UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Comportamento e ciclo de vida de objectos ou sistemas reactivos (2)n Ciclo de vida de um objecto/sistema: as sequências de estados
por que pode passar durante a sua vida em resposta a eventos, em conjunto com as respostas a esses eventos, ou seja:
• os estados possíveis (exemplo - estado civil: solteiro, casado, ...)• as transições de estado possíveis (exemplo: pode passar de solteiro
para casado, mas não o contrário)• os eventos que causam essas transições (exemplo: o casamento
implica a passagem ao estado de casado)• as acções do objecto em resposta a esses eventos (ex: despedida de
solteiro)
n Objecto como máquina de estados
n Objectos da mesma classe têm o mesmo ciclo de vida, pelo que basta construir um diagrama de estados por classe relevante
• Interacções entre objectos aparecem pouco explícitas, como trocas de mensagens
6UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Relação com outros diagramas dinâmicosn Diagramas de estados focam o fluxo (passagem) de controlo de
estado para estado num objecto, mostrando todas as sequências possíveis de funcionamento de um único objecto
• Bom para especificação• Comunicação entre objectos do mesmo sistema aparece de forma pouco
explícita, através de eventos gerados (como acções) na máquina de estados de um objecto que são testados (como eventos) na máquina de estados doutro objecto
n Diagramas de interacção (sequência ou colaboração) focam o fluxo (passagem) de controlo de objecto para objecto numa sequência particular de funcionamento de um sistema
• Comunicação entre objectos aparece de forma explícita• Bom para ilustração mas mau para especificação
n Diagramas de actividades focam o fluxo de controlo de actividadepara actividade numa actividade de mais alto nível (operação, caso de utilização, etc.) de um objecto ou sistema
7UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Notação e conceitos básicos
8UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Notação básica
Estado 1
do / actividade
entry / acção
exit / acção
evento / acção
Estado 2evento(parâmetros) [condição ] / acção
transição
• Sequência de mudança de estado:- Ocorre o evento associado à transição e a condição de guarda é verdadeira
- É interrompida a actividade associada ao estado de origem, se não tinha já terminado
- É executada a acção á saída do estado de origem
- É executada a acção associada à transição
- É executada a acção à entrada do estado de destino
- É iniciada a actividade associada ao estado de destino
9UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Estados
n Um estado é uma condição ou situação na vida de um objecto, durante a qual o objecto satisfaz alguma condição, realiza alguma actividade ou espera por algum evento
• Exemplo (relativamente ao estado civil de uma pessoa): solteira, casada, ...
n Escolha dos estados e relação com atributos e ligações: • Foi dito anteriormente que o estado de um objecto é dado pelos valores de
atributos e ligações com outros objectos que mantém num dado momento• Essa definição conduz, em geral, a demasiados estados
• Ora, no diagrama de estados, interessa apenas distinguir estados que apresentam diferentes respostas a eventos
• Assim, os estados que interessa considerar aqui correspondem, em geral, a conjuntos de valores de atributos e ligações (possivelmente expr essos por condições), e ignoram-se atributos e ligações irrelevantes para o comportamento do objecto
10UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Eventos
n Um evento é uma ocorrência significativa que tem uma localização no tempo (instante de tempo do evento) e no espaço
n No contexto de uma máquina de estados, um evento pode ter como resposta uma transição (mudança de estado) e/ou uma acção
n Os eventos são instantâneos• O que interessa é que se lhe possa atribuir um instante de tempo de
ocorrência
n Os eventos podem ser de vários tipos:• Sinais - eventos simbólicos sinalizados explicitamente• Chamadas - invocação de operações (porque não também o retorno?)• Eventos temporais - passagem de tempo ou ocorrência de um data-hora• Eventos de mudança - uma condição tornar-se verdadeira
n Os eventos podem ter parâmetros [ exemplo: dígito-marcado(5) ]
11UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Sinais (eventos simbólicos)n Sinais são modelados por classes com estereótipo «signal»
• Parâmetros (argumentos) do sinal são atributos da classe• Hierarquias de sinais são modeladas como hierarquias de generalização
n Envio de sinal representado por acção send• Receptor pode ser conhecido do emissor ou não (graças a mecanismo
publish/subscribe)
n Sinais em linguagens de programação• Sinais assíncronos, enviados imediatamente (kill, suspend, ... ) ou de forma
diferida (eventos em COM+) para processos concorrentes, usando primitivas do sistema operativo
• Sinais síncronos, em que a geração do evento provoca a chamada de rotinas que tratam o evento (event handlers) no mesmo processo, usando primitivas das linguagens de programação (eventos em C# e Visual Basic.NET)
• Excepções, representadas por objectos lançados com "throw" e apanhados com "catch", em que o lançamento da excepção provoca o retorno automático de vários níveis de chamadas e o salto para uma rotina de tratamento de excepções no mesmo processo
12UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo de hierarquia de sinais
«signal»Mouse Down
«signal»Mouse Up
«signal»Control Key Pressed
«signal»Printable Key Pressed
«signal»Mouse Eventposition
«signal»Key Pressedcharacter
«signal»Event
time
«signal»User Input Eventdevice
13UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Chamadas
n Um chamada representa a invocação de uma operação• Para quem faz a chamada (ponto de vista do actuador), trata-se de
uma acção• Para quem testa se a operação foi chamada (ponto de vista do
observador), trata-se de um evento
n Um chamada é geralmente síncrona• Quando uma operação de um objecto invoca uma operação noutro
objecto, o controlo passa para o 2º objecto
n Nome do evento tem a sintaxe da invocação da operação• Exemplo: insert(record)
• Diferença entre evento e acção por contexto
14UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Eventos temporais
n Evento de tempo relativo:• Representa a passagem de um certo tempo desde um certo instante
• Notação: after(período-de-tempo)• Por omissão, tempo conta desde a entrada no estado de origem da
transição a que está associado o evento
• Também se usa a palavra chave timeout quando não se quer precisar o período de tempo
• Exemplo: after(5 segundos)
n Evento de tempo abosluto:• Representa a chegada a um certo instante de tempo (data e/ou hora)
• Notação: when(instante-de-tempo)
• Exemplo: when(11:59PM)
15UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Eventos de mudança
n Um evento de mudança (change event) é um evento que representa o facto de uma condição se tornar verdadeira
n Notação: when(expressão booleana)
n A expressão booleana pode ser usada para marcar um tempo absoluto (ver atrás) ou para o teste contínua de uma expressão
n Exemplo: when(altitude < 1000)
16UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Transições
n Uma transição é uma relação entre dois estados indicando que um objecto no 1º estado realizará uma certa acção (opcional) e passará ao 2º estado quando um evento especificado ocorrer seuma condição especificada (opcional) for satisfeita
n Duas transições a sair do mesmo estado devem ter eventos diferentes ou condições mutuamente exclusivas, para que o diagrama de estados seja determinístico
n Se, num dado estado, ocorrer um evento que não corresponde a nenhuma transição, nenhuma transição é disparada e o evento é ignorado
n Transição automática: transição sem evento• Tem como evento implícito o fim da actividade associada ao estado de origem
• Se tiver uma condição, fica à espera que a condição seja satisfeita
17UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Actividades
n Uma actividade é uma execução contínua (ongoing execution) não atómica numa máquina de estados
• Tem duração
• Pode ser interrompida• Pode ter fim (termina por si só) ou não (só termina se for
interrompida)
n É associada a estados • Inicia-se ao entrar no estado• Termina por si só ou é interrompida na saída do estado (causada por
um evento)
n Exemplo (num telefone): do / dá sinal de marcar
18UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Acçõesn Uma acção é uma computação atómica executável que resulta numa
mudança de estado ou no retorno de um valor• A mudança de estado pode ser noutro objecto
• Não tem duração (pelo menos no modelo) e não pode ser interrompida• Ocorre em resposta a um evento
• Exemplo (num telefone): poisa auscultador / pára sinal de marcar• Acções são associadas a transições (mais comum) ou estados
n Acção à entrada num estado: entry/acção• equivale a associar a acção a cada transição que entra no estado
n Acção à saída de um estado: exit/acção• equivale a associar a acção a cada transição que sai do estado
n Acção em resposta a evento interno a um estado: evento/acção• difere de auto-transição, porque não são executadas acções à saída e entrada e não é
interrompida a actividade associada ao estado
19UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Jogo de xadrez
Vez das brancas
Vez das pretas
Vitória das pretas
Vitória das brancas
Empatejogada das pretas
xeque-mate
paralisado
jogada das brancas
xeque-mate
paralisado
Estado inicial
(criação do objecto e início da máquina de estados)
Estado final
(fim da máquina de estados e destruição do objecto)
Estado Transição
20UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: SemáforoExemplo: SemáforoN
O E
S
N
S
O E
N
O E
S
N
O E
SNorte/Sul pode seguir em frente
Norte/Sul pode virar à esquerda
Este/Oeste pode seguir em frente
after( 15 seg )
Este/Oeste pode virar à esquerda
after( 15 seg )
after( 30 seg )[ sem carros na pista esquerda E/O ]
after( 30 seg )[ tem carros na pista esquerda E/O ]
after( 30 seg )[ tem carros na pista esquerda N/S ]
after( 30 seg )[ sem carros na pista esquerda N/S ]
21UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Menu popup
Inactivo Menu visível
botão direito em baixo / mostra menu popup
botão dirteito em cima / apaga menu popup e lança acção associada ao item seleccionado
cursor deslocado / realça item do menu
22UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Porta com motor
Como seria este diagrama com as acções associadas às transições?
A abrir
entry/ motor para cimaexit/ motor desligado
A fechar
entry/ motor para baixoexit/ motor desligado
Fechado Aberto
acciona porta aberta
accionaporta fechada
acciona
23UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Telefone (fazer chamadas)
Inactivo
Desligado
Sinal de ocupado
Sinal de interrompido
Tempo máximo
Mensagem gravada
no descanso
levantado
dígito(n) tempo máximo
número válidonúmero inválidonúmero
ocupado
ramal ocupado
resposta/ liga linha
chamado desliga/desliga linha
mensagem dadaLigado
Tocando
Ligando
Discando
Sinal de marcar
dígito(n)
tempo máximo
encaminhada
no descanso
do/toca sinal do/ toca apito
do/ passa mensagem
do/ busca ligação
do/ toca campaínha
do/sinal ocupado lento
do/ sinal ocupado rápido
no descanso/ desliga linha
24UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Subestados sequenciais
25UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Casado Separado judicialmente
Solteiro Viúvo Divorciado
Casado Separado judicialmente
Casado Separado judicialmente
Separação judicial
Solteiro Viúvo DivorciadoSolteiro
Nascimento
Viúvo
Falecimento do cônjuge
Divorciado
Divórcio
Falecimento
Casamento
Exemplo: Estado civil
estado composto(ou super-estado ou contorno)
Equivale a várias transições, com origem em cada um dos subestados!
Evita explosão combinatória de transições!
subestadossequenciais
26UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Transmissão automática
Ponto morto
Marcha atrás
Frente
Primeira Segunda TerceiraPrimeira Segunda Terceirasubida
redução
subida
reduçãoparagem
carrega N
carrega N
carrega R
carrega FEstado composto
Subestados sequenciais de “Frente”
Transição com origem em super -estado e dirigida a sub-estado
Transição dirigida a (subestado inicial de) estado composto
27UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Subestados sequenciais
n Vários estados de um diagrama (e transições entre esses estados) podem ser agrupados num único estado composto
n Os primeiros estados passam a chamar-se subestados sequenciais• Subestados – por estarem encaixados dentro doutro
• Sequenciais – por não ser possível estar em dois estados simultaneamente
n Estado composto pode ser visto simplesmente como um contorno
n Estados e transições agrupados no estado composto formam um diagrama de estados encaixado, podendo ter estado inicial e final
n Também se chama a isto composição “ou”• Estar no estado composto é estar no 1º subestado ou...ou no n-ésimo subestado
n Também se chama a isto generalização de estados• O estado composto é também chamado um superestado
• Estar num subestado é estar também no respectivo superestado
28UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Transições com estados compostos
n Podem-se definir transições com origem no estado composto• Equivale a repetir a mesma transição com origem em cada um dos subestados
(excepto n). Por outras palavras, os subestados herdam a transição.• Simplifica-se o diagrama porque se desenha 1 transição em vez de n
transições (tantas quantos os subestados), evitando-se a explosão combinatória de transições!
• A transição pode ser dirigida a um subestado ou a um estado externo
n Podem-se definir transições com destino ao estado composto• Equivale a definir a mesma transição com destino ao respectivo estado inicial
(ou melhor, ao estado apontado por n), que tem de estar definido
n Vantagem comum: abstracção de detalhes do estado composto• O estado composto pode até ser detalhado separadamente
n No entanto, também se podem definir transições que atravessam o estado composto, com origem ou destino em subestados
• O estado inicial é apenas um estado inicial por omissão
29UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Propriedades de estados compostos
n Um estado composto pode ter todas as propriedades dos estados simples, mas normalmente só tem o nome, que mesmo assim é opcional
n Um estado composto pode ter acções à entrada e à saída• Ao entrar no estado composto, executa primeira as acções à entrada no estado
composto, e depois as acções à entrada no subestado de destino
• Ao sair do estado composto, executa primeira as acções à saída do subestado de origem, e depois as acções à saída do estado composto
n A actividade do estado composto é detalhada pelos subestados e transições entre eles, isto é, pelo diagrama de estados encaixado
n Em alternativa, pode-se dar um nome à actividade do estado composto (com “do/...”) , e detalha-se essa actividade separadamente (com o mesmo diagrama de estados encaixado)
• As acções à entrada e à saída são representadas no 1º diagrama
• Uma actividade pode ser detalhada por um diagrama de estados ou actividade
30UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Subestados concorrentes
31UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Subestados concorrentesn Um estado (estado composto) pode ser dividido em duas ou mais
regiões concorrentes, separadas por linhas a traço interrompido,representando subestados concorrentes (que , por sua vez, têm normalmente subestados sequenciais)
n Subestados concorrentes correspondem a aspectos do objecto (grupos de atributos e ligações ou sub-objectos) que evoluem de forma mais ou menos independente
n Dependências entre regiões podem ser expressas através de condições de guarda (num componente testar o estado doutro)
n Também se chama a isto composição “e”:• Estar no estado composto é estar no 1º e ... e no nº subestado concorrente
n Notar que, a um nível mais global, os objectos (e portanto os respectivos diagramas de estados) são concorrentes entre si
32UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Concorrência num objecto
Preparação do despertador
Selecção da Banda
Selecção do programa
Activa ção do alarme
Selecção do Programa
banda escolhida
comuta(banda) sintoniza(frequência)
Selecção da Hora
hora escolhida
marca(hora)
programa escolhido
Subestadosconcorrentes de “Preparação do despertador”
Sai quando terminarem os dois subdiagramasconcorrentes
Alarme ligado
Ao entrar, inicia os dois subdiagramasconcorrentes
XE
33UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
O mesmo exemplo sem subestadosconcorrentes
Preparação do despertador
Selecção da Banda e Hora
Selecção do Programa e Hora
banda escolhidacomuta(banda)
sintoniza(frequência)
marca(hora)
programa escolhido
marca(hora)
Selecção da Hora hora
escolhida
marca(hora)
Selecção da Banda
hora escolhida programa
escolhidoSelecção do Programa
sintoniza(frequência)comuta(banda)
banda escolhida
hora escolhida
Tem-se (quase) o produto cartesiano dos estados do diagrama anterior!
34UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Sincronização: separação e fusão
n Separação - quando um objecto passa a fazer várias actividades concorrentemente (ordem irrelevante)
• transição para estado com subdiagramas concorrentes activa cada um deles
n Fusão - quando as actividades concorrentes têm que terminar antes de passar ao estado seguinte
• subdiagramas que não estejam na fusão são automaticamente terminados
Emissão (Multibanco)
Preparação
do/ liberta cartãopronto
Concluído
do/ liberta dinheirorecolhe dinheiro
recolhe cartão
35UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Conceitos avançados
36UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Variáveis num estado
n Um estado pode ter um compartimento de variáveis
n Estas variáveis são atributos da classe dona do diagrama de estados, distinguidos porque são usadas ou afectadas por acções no diagrama de estados
n Todos os compartimentos (nome, variáveis e actividade interna) são opcionais
Typing Password
password: String = “ ”fails: Integer = 0
entry / set echo invisibleexit / set echo normaldo / echo typinghelp / display help
{compartimento de actividade interna
{compartimento de variáveis
37UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Transições complexas
n Uma transição complexa é uma transição com múltiplos estados fonte (normalmente de subdiagramas concorrentes) ou múltiplos estados de destino (normalmente de subdiagramas concorrentes)
n Representa uma separação e/ou fusão de controlo em/de fios de controlo concorrentes
n Aplicável mesmo sem subdiagramas concorrentes
n Desenha-se com uma barra forte (barra de sincronização):
Estado fonte 1
Estado fonte n...
Estado destino 1
Estado destino m
...
ev1
evn
38UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Eventos diferidos
n Uma acção possível em resposta a um evento é “defer”, que significa guardar o evento até chegar a um estado capaz de o “consumir”
n É aplicável num par “evento/acção” interno a um estado
n Exemplo (máquina de fax):
A enviar faxchegada de fax/defer
Repouso
A receber fazenviar fax/defer
chegada de faxenviar fax
39UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Descrição de eventos compostos com diagramas de estadosn Um evento composto corresponde a uma sequência de
eventos mais simples• O instante da ocorrência do evento composto é o instante da
ocorrência do último evento da sequência• Exemplo: o evento composto “introduzir número” é uma sequência
de uma ou mais ocorrências do evento “introduzir dígito”, seguido de uma ocorrência do evento “enter”
n Um evento composto pode ser definido através de um diagrama de estados (máquina de estados) que funciona como um “detector de eventos”
• Detector sequencial: a detecção do evento composto corresponde àchegada a um estado final com o nome do evento
• Detector cíclico: o evento composto é sinalizado explicitamente,podendo ser lançado vários vezes
40UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Máquina de vendas (1)
Inactivo moeda ( montante ) / põe balanço Recolhe dinheiromoeda(montante) / adiciona ao balanço
do/ testa item e calcula troco
[troco<0]escolhe(item)[item vazio]
[troco=0] [troco>0]
do/ faz trocodo/ entrega(item)
cancelar / devolve moedas
Diagrama pincipal:
41UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Máquina de vendas (2)
do/ inicializa item do/ acrescenta dígitolimpa
dígito (n)
aceita
escolhe(item)
dígito (n)
Detalhe do evento composto “escolhe(item)”:
do/ move o braço para a fila correcta
do/ move o braço paraa coluna correcta
do/ tira item da prateleirabraço
prontobraçopronto
tirado
Detalhe da actividade “entrega(item)”:
42UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Estados históricos (history states)
n Estado histórico (dentro de um estado composto) – refere-se ao último subestado em que se encontrava o estado composto
n Útil para reentrar num estado composto no subestado em que se encontrava anteriormente
n Não é aplicável na primeira entrada
B1 interrupt
resume
B2
H
C
estado histórico
B
A
43UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Resíduos de subestados (stubs)
n Aplicáveis quando se escondem os detalhes de um estado composto, mas há transições que o atravessam
A C
WE
B F
p
r
u
s
tD
q
A C
WB
p
r Dq
abstracção
s
44UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplos e exercícios
45UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Exemplo: Rádio-despertador (a rever)
18:35 89.5 FM
minutos
horasalarme
tempo
dormirdesligaroff radio alarme
vol
sintonia
q obter o diagrama de estados
• o botão dormir faz tocar durante uma hora (desligar cala-o logo)
• ao chegar ao instante do alarme, começa a tocar durante 1 hora (desligar só desliga durante 10 minutos)
46UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
- Diagrama principal
Desligado Funcionardo/ radio activo
Despertadorradio
off
alarme
radio
Ruído Estaçãosintoniza(freq)
dessintoniza
Botão de sintonia
Cortado Activoajusta(nível)/alterar nível
ajusta(nível)/alterar nível
[nível=0]
Botão de volume
Hora actualdo/ mostrahora actual
Hora despertardo/ altera hora
despertar
botão alarmecarregado
botão alarmelivre
Display
Desligado Tocar
[em Estação e Activo e(Funcionar ou Despertar
ou Adormecer)]
[em (Ruído ou Cortado)ou (Desligado ou Armado
ou Latente)]
Altifalante
InterruptorRádio-despertador
47UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
- Subdiagrama Hora despertar
Mostrado/ mostra
hora despertar
Põe minutosdo / incrementa
minutos despertarmod 60
botão minutoscarregado
botão minutoslivre
Hora despertar
Põe horasdo/ incrementahoras despertar
mod 24
botão horascarregado
botão horaslivre
48UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
- Subdiagrama Hora actual
Mostrado/ mostrahora actual
Acerta minutosdo/ incrementaminutos mod 60
botão minutoscarregado
botão minutoslivre
Hora actual
Acerta horasdo/ incrementahoras mod 24 botão horas
carregado
botão horaslivre Altera hora
do/ mostrahora actual
botão tempocarregado
botão tempolivre
49UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
- Subdiagrama Despertador
Adormecerdo/ rádio activo
Latentedo/ incrementaminutos mod 60
desligar/desliga
10 minutos
Despertador
Armado
minuto [hora actual- hora despertar>60]
/ desliga
minuto [hora_actual =hora_despertar] Despertar
do/ rádio activo
desligar/desliga
dormir
60 minutos
50UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Caso de estudo: Biblioteca
51UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Estados de uma Publicação
Disponível
Emprestada
mediante requisição
aquisição
consulta / incrementa contador
empréstimodevolução
52UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Estados de um Sócio
Activo InactivoActivoinscrição Inactivo
renovação
when(esgotado prazo da inscrição e não tem exemplares emprestados) / avisa sócio
desistência
evento ocorre quando a condição se torna verdadeira
53UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001
Estados de uma Requisição
Espera devolução
RequisiçãoEncerrada
devolução
requisição[ publicação disponível ] / empresta exemplar
esgotado prazo devolução / avisa
requisitante
Requisição Anulada
Espera disponibilidade
Espera levantamento
Espera disponibilidade
requisição[ publicação indisponível ] / coloca em
lista de espera
Espera levantamento
publicação disponível / avisa requisitante
desistência levantamento
esgotado prazo levantamento /
avisa requisitante
Significa que ocorreu a devolução ou aquisição de um exemplar ou que uma requisição à espera de levantamento foi anulada, na condição de não existir outra requisição à espera de disponibilidade mais antiga do que esta
Prevê já vários exemplares por publicação e possibilidade de requisição ficar em lista de espera!
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Exercícios
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Exercício 1: Sistema de portas
n (ASI,10/2/99) Modele o funcionamento do seguinte sistema de portas através de um diagrama de estados em UML:
• À entrada de um edifício existem duas portas: uma porta interior e uma porta exterior
• Por razões de segurança, as duas portas não podem estar abertas simultaneamente
• De ambos os lados (interior e exterior) de cada porta, há um botão de abrir
• Quando se carrega no botão de abrir uma porta, se a outra porta estiver trancada, a porta é destrancada durante 5 segundos, permitindo a sua abertura manual
• As portas fecham-se por acção de molas e ficam imediatamente trancadas
• Em cada porta há um sensor que detecta o seu fecho.
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Exercício 2: Auto-rádio
n (ASI 4/2/97) Modele o mecanismo a seguir descrito, através de um diagrama de estados:
• Um auto-rádio tem um mecanismo anti-roubo baseado num código secreto com 4 dígitos.
• O auto-rádio encaixa numa gaveta que é montada na viatura, e que permite a sua fácil extracção. Quando se retira o auto-rádio da respectiva gaveta (cortando-lhe assim a alimentação), este fica num modo de “segurança”, que é também o modo inicial.
• Quando se liga o auto-rádio (alimentação e interruptor), no modo de “segurança”, este começa por exigir o código secreto, antes de entrar no modo de funcionamento normal. Para a introdução do código secreto, o auto-rádio dispõe de teclas correspondentes aos dígitos de “0” a “9” e uma tecla de “Enter”.
• Uma vez em modo de funcionamento normal, o simples desligar do interruptor, sem cortar a alimentação, não provoca a passagem ao modo de “segurança”; isto é, ao voltar a ligar o interruptor, este não exige a introdução do código secreto.
• No caso de o utilizador introduzir um código errado, dispõe de mais 2 tentativas. Ao fim de 3 tentativas falhadas (sem nenhuma tentativa bem sucedida pelo meio), o auto-rádio fica completamente bloqueado, só podendo ser desbloqueado na fábrica, mediante o mesmo código secreto. O número de tentativas falhadas é memorizado mesmo que se desligue o auto-rádio (interruptor e/ou alimentação).
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Exercício 3: Telefone de cartões
n (ASI 3/4/98) Considere um telefone público de cartões que funciona normalmente de acordo com o seguinte cenário:
• estando o telefone em repouso (auscultador poisado e mostrador desligado), o utilizador levanta o auscultador;
• aparece quase imediatamente no mostrador a mensagem “introduza c artão”;• o utilizador introduz o cartão na ranhura;• aparece quase imediatamente no mostrador o número de períodos disponíveis
no cartão;• o utilizador digita o número pretendido (os dígitos aparecem imediatamente
no mostrador e são imediatamente transmitidos para a central);• passadas uma fracções de segundo ou escassos segundos após ter sido digitado
o último dígito, o telefone emite um sinal sonoro indicando que o número pretendido está a ser chamado (sinal de chamada, proveniente da central);
• o sinal de chamada pára, indicando que o número chamado atendeu;• decorre então a conversação (enquanto decorre a conversação, aparecem no
mostrador os períodos disponíveis no cartão, que são actualizados há medida que chegam os impulsos da central);
• (continua)
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Exercício 3: Telefone de cartões (cont.)
• o utilizador poisa o auscultador;• o utilizador pressiona num botão para sair o cartão (só nesse momento é que
desaparece do mostrador a indicação dos períodos disponíveis), e recolhe o cartão.
n Considere ainda os seguintes modos de funcionamento alternativos:
• No caso de pretender efectuar uma segunda chamada, o utilizador não precisa de retirar o cartão (isto é, não precisa de pressionar o botão para sair o cartão). Basta poisar o auscultador e voltar a levantá-lo.
• Passados 5 segundos desde que se poisa o auscultador, o cartão sai automaticamente.
• Se, no momento de taxar um impulso, o cartão já não tiver mais períodos disponíveis, a chamada é cortada automaticamente pelo telefone automático (surge então um sinal contínuo que desaparece quando se poisa o auscultador).
n Modele o funcionamento acima descrito através de um diagrama de estados em UML.
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Exercício 4
n Modele através de uma máquina de estados um programa (tipo filtro Unix) que lê do standard input código fonte em Java e escreve no standard output o mesmo código sem comentários
• O programa deve ler e escrever caracter a caracter• A chegada de um caracter c ao standard input deve ser modelada
como um evento input(c)
• O fim dos dados de entrada deve ser modelada pelo evento EOF• A escrita de um caracter c no standard output deve ser modelada
pela acção output(c)
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Exercício 4 - resolução
Normal Dentro de string
Possível início de comentário
outro caracter c / output(c)
A seguir a '\'
'"' / output('"')
'/'
outro caracter c / output(c)
caracter c / output(c)
Dentro de comentário /*
Dentro de comentário //
outro caracter c
Possível fim de comentário /*
outro caracter c
'*'Em todos os outros estados, EOF salta simplesmente para o fim
'*'
'/'
outro caracter c
'\' / output('\')
'"' / output('"')
'/''*'
'"' / output('/'); output('"')
outro caracter c / output('/');
output(c)
EOF / output('/')
'\n' / output('\n')