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Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 1Harald Detering
StatechartsEin visueller Formalismus für komplexe
Systeme[nach David Harel‘s „Statecharts: A Visual Formalism for Complex Systems“, Science of Computer
Programming 8 (1987)]
Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 2Harald Detering
Überblick
1. Einleitung2. Motivation3. Statecharts
1. Superstates2. Orthogonalität3. erweiterte Transitionen
4. Szenario: Fahrradcomputer5. Zusammenfassung
Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3Harald Detering
1. Einleitung
System
„Gebilde, dessen Elemente sichals Einheit von
der Umwelt abgrenzen“
Def. nach Wikipedia (03.05.2006)
TransformationalesSystem
Reaktives System
Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 4Harald Detering
1. Einleitung
Klassische Zustands-Ereignis-Diagramme:
Deterministischer EndlicherAutomat
Moore-Automat Mealy-Automat
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2. Motivation
Defizite klassischer Zustands-Diagramme:
Gruppierung / Verfeinerung von Zuständen
Darstellen der Unabhängigkeit von Zuständen
Allgemeinere Transitionen Vielzahl von Zuständen, da „flach“
Zur Beschreibung komplexer,reaktiver Systeme ungeeignet!
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3. Statecharts
Entwickelt von David Harel in 1984
1978 Habilitation am Massachusetts Institute of Technology
(seit 1980 am Weizmann Institute of Science)
Fachgebiete: Komplexität Dynamische Logik Datenbanktheorie Automatentheorie Visuelle Programmierung (MDD)
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3. Statecharts
„Statecharts = Zustandsdiagramme+ Tiefe+ Orthogonalität+ Broadcast-Kommunikation“
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3. Statecharts
Notation:
A
B
Zustand
Default
Transition
Ereignis
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3. Statecharts
wesentliche Merkmale:1. Superstates2. Orthogonalität (Unabhängigkeit)3. Erweiterte Transitionen
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3.1 Superstates
Zustände können ineinander geschachtelt werden
Ermöglichen Gruppierung undVerfeinerung von Zuständen
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3.1 Superstates
Weiterer Vorteil: Zoom-In / -Out möglich
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3.2 Orthogonalität
Darstellung der Nebenläufigkeit, Unabhängigkeit von Zuständen:
•Konfiguration =Kombination ausZuständen allerSubstates
•Nebenläufige Stateskönnen Bezug auf-einander nehmen
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3.3 erweiterte TransitionenTransitionen erweitert um
HistorieBeim Eintritt in einen Zustand wird in den letztbesuchte Unterzustand gesprungen
AktionenTransitionen können selbst Ereignisse auslösen, die von allen anderen Zuständen wahrgenommen werden( Broadcast-Kommunikation)
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3.3 erweiterte TransitionenTransitionen erweitert
um
BedingungenTransition wird nur dann ausgeführt, wenn best. Bedingung zutrifft
SelektionAuswahl eines Unterzustandes aufgrund eines Selektionskriteriums
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4. Szenario
Funktionen: Tageskilometer Fahrzeit durchschn.
km/h max. km/h Uhrzeit Kilometer
gesamt Fahrzeit gesamt
a
b c
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4. Szenario
Resultierender Statechart:
Sigma BC 1106Display
Standby
aktivTages-km
Fahrzeit
a
durchschn. km/h
a
max. km/h
a
Uhrzeita
gesamt km
a
Gesamtzeit
a
a
aOR
i (in Rechner.stop)15 min.
keine Aktion
Rechner
run
stop
2 Sek.kein ii
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5. Zusammenfassung
Stärken: Graphische Beschreibung
komplexer Systeme Schwächen:
schwerer formalisierbar als „klassische“ Zustandsautomaten
Widersprüche/Zyklen möglich
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5. Zusammenfassung Hat in einer Variante Einzug in
die UML gefunden („UML-Statechart“)
diverse Tools: Rhapsody Statemate Poseidon
1997: Weiterentwicklung „Objektorientierte Statecharts“
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