实验七状态图汇总
状态机图(状态活动)汇总课件
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状态图(航班预订1)
无预定
预定/已预订数+=预订数
部分预定
event 预 定 [ 预 订 数 < 空 位 数 ] event退 订 [ 退 定 数 < 已 预 订 数 ] /
取消航班
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预定关闭
关闭 关闭
退订/已预订数-=退定数
预定完
预定[无空位]
状态图(航班预订3)
使用复合状态
预定中 退订[已预订人数==0]/已预订数=退定数
action)
Action 可执行的原子计算。 不可中断，其执行时间可忽略不计。
两种特殊动作：
进入动作 (entry action) 进入状态时执行的动作；Entry/ setMode(onTrack)
退出动作 (exit action)
退出状态时执行的动作；Exit /setMode(offTrack)
●例如：在烧水器的状态图中， turnOn 就是一种调用事 件，用来将开关置于“0n” 状态。
触发事件的四种类型
改变事件
● 某个指定属性值为真时，事件得到触发。 ●在对象生命周期内， 一直在计算改变事件中的属性值。
当属性值为真时，事件触发，计算停止 ●例如： when(temperature>100)/alerm()
实验_7状态图
实验_7状态图实验七学习在Rose中创建状态图实验⽬的：学习在Rose中创建状态图的基本过程，掌握在系统模型中状态图的作⽤。
实验要求：掌握根据具体描述分析出初态、终态、中间状态以及它们之间的转换关系，并完成状态图的绘制。
实验条件：windowsXP、Rose2003实验内容及步骤：动态模型表⽰瞬时的、⾏为化的系统的“控制”性质，它规定了对象模型中的对象的合法变化序列。
通常，⽤状态图来描绘对象的状态、触发状态转换的事件以及对象的⾏为。
每个类的动态⾏为⽤⼀张状态图来描绘，各个类的状态图通过共享事件合并起来，所以动态模型是基于事件共享⽽相互关联的⼀组状态图的集合。
⼀个⽤例是可以被参与者感受到的、系统的⼀个完整的功能。
在UML中把⽤例定义成系统完成的⼀系列动作，动作的结果能被特定的⾏为者观察到。
这些动作除了完成系统内部的计算和⼯作外，还包括与⼀些⾏为者的通信。
⽤例具有的特征是：⽤例代表⽤户可见的功能，实现⼀个具体的⽤户⽬标；⽤例是被参与者启动的，并向⾏为者提供确切的值；⽤例可⼤可⼩，但必须是相对完整的。
⽤例是⼀个类，它代表⼀类功能⽽不是使⽤该类功能的某个具体实例。
UML中状态图是在⽤例基础上创建的。
下⾯的实验，要求在独⽴进⾏⾯向对象需求分析的基础上，使⽤Rose⼯具绘制状态图。
⼀、创建状态图：介绍状态图的基本绘制⽅法。
根据以下步骤完成“选课系统”状态图的设计。
⼀个课程类的状态变化如下：课程对象被创建，添加到数据库中。
管理员可以删除、修改课程信息，在某个学期，开设该课程，如果选修⼈数超过指定⼈数，就不再允许学⽣选这门课。
学期结束，课程的状态终⽌。
1.确定选课系统中的主要状态：我们可抽取出除了初态和终态之外的六个状态：已创建、已修改、已删除、存放在数据库、可选、不可选。
下⾯就来创建状态图。
2.新建状态图（以课程类的状态图为例）：(1)右键单击浏览器中的Logical View，在弹出菜单上，选择“Ne w→StateChartDiagram”，创建⼀个新的状态图，并将状态图的名字改成“Course”。
有限状态机设计
实验七有限状态机设计一、实验目的1、掌握利用有限状态机实现一般时序逻辑分析的方法；2、掌握用VHDL或Verilog编写可综合的有限状态机的标准模板；3、掌握用VHDL或Verilog编写序列检测器以及其他复杂逻辑电路的设计；二、实验内容1、用MOORE型状态机设计一个具有双向步进电动机控制实验：该控制电路有三个输入信号：clk时钟信号，clr复位信号，dir方向控制信号。
输出信号为phase[3..0]用来控制步进电机的动作。
当dir=1时要求phase[3..0]按照“0001”，“0010”，“0100”，“1000”的顺序变化；当dir=0时要求phase[3..0]按照“0001”，“1000”，“0100”，“0010”的顺序变化。
2、设计一个简单的状态机，功能是检测一个5位的二进制序列“10010”。
3、设计一个串行数据检测器，要求是：连续4个或4个以上为1时输出为1，其他输入情况为0。
（选做）4、根据状态图，写出对应于结构图b，分别由主控组合进程和主控时序进程组成的VERILOG 有限状态机描述。
（选做）三、实验步骤实验一：1、建立工程2、创建Verilog HDL文件3、输入程序代码并保存module moore1(clk,clr,dir,phase);input clk,clr,dir;output[3:0] phase;reg[3:0] phase;reg[1:0] state;parameter s0='b00,s1='b01,s2='b10,s3='b11;always@(posedge clk)beginif(clr)beginphase<='b0000;state<=s0;endelsebegincase(state)s0:if(dir) beginphase<='b0010;state<=s1;endelsebeginphase<='b1000;state<=s3;ends1:if(dir) beginphase<='b0100;state<=s2;endelse beginphase<='b0001;state<=s0;ends2:if(dir) beginphase<='b1000;state<=s3;endelse beginphase<='b0010;state<=s1;ends3:if(dir) beginphase<='b0001;state<=s0;endelse beginphase<='b0100;state<=s2;endendcaseendendendmodule4、进行综合编译5、新建波形文件6、导入引脚，设置信号源并保存7、功能仿真，结果分析由仿真波形图可以看出当dir=1时，phase[3..0]按照0001，0010，0100，1000的顺序变化，当dir=0时phase[3..0]按照0001，1000，0100，0010的顺序变化。
实验七 零输入响应与零状态响应
实验七零输入响应与零状态响应一、实验目的1．熟悉系统的零输入响应与零状态响应的工作原理。
2．掌握系统的零输入响应与零状态响应特性的观察方法。
二、实验内容1．用示波器观察系统的零输入响应波形。
2．用示波器观察系统的零状态响应波形。
3．用示波器观察系统的全响应波形。
三、实验仪器1．信号与系统实验箱一台2．信号系统实验平台3．零输入响应与零状态响应模块（DYT3000-64）一块4．20MHz双踪示波器一台5．连接线若干四、实验原理系统的响应可分解为零输入响应和零状态响应。
首先考察一个实例：在图7-1中由RC 组成一阶RC系统，电容两端有起始电压Vc(0-)，激励源为e(t)。
RVc(t)图7-1 一阶RC系统则系统的响应：1()01()(0)()tt t RCRCC c V t eV e e d RC -τ=-+ττ⎰ 上式中第一项称之为零输入响应，与输入激励无关，零输入响应(0)tRCc e -是以初始电压值开始，以指数规律进行衰减。
第二项与起始储能无关，只与输入激励有关，被称为零状态响应。
在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应。
系统的零输入响应与零状态响应电路原理图如图7-2所示。
实验中为了便于示波器观察，用周期方波作为激励信号，并且使RC 电路的时间常数略小于方波信号的半周期时间。
电容的充、放电过程分别对应一阶RC 系统的零状态响应和零输入响应，通过加法器后得到系统的全响应。
图7-2 零输入响应与零状态响应电路原理图五、实验步骤本实验使用信号源单元和零输入响应与零状态响应模块。
1． 熟悉零输入响应与零状态响应的工作原理。
接好电源线，将零输入响应与零状态响应模块插入信号系统实验平台插槽中，打开实验箱电源开关，通电检查模块灯亮，实验箱开始正常工作。
2． 系统的零状态响应特性观察：① 将信号源单元产生的f 0＝1KHz 方波信号送入激励信号输入点SQU_IN 。
②调节电位计W201，用示波器观察一阶RC系统的零状态响应输出点ZeroState的波形。
UML实验——状态图-实验报告
南京信息工程大学实验(实习)报告一、实验目的1．熟悉活动图的基本功能和使用方法。
2．掌握如何使用建模工具绘制活动图方法。
二、实验器材1．计算机一台。
2．Rational Rose 工具软件。
三、实验内容通过前面内容的学习，完成了对图书馆的图书馆管理系统的需求的初步分析，得出系统的用例图和相应的活动态。
通过这两类图我们可以初步了解系统的业务处理过程，但对业务处理过程的处理状态间转换了解仍不够，这不利于设计人员对系统业务的进一步理解，而状态图能从对象的动态行为的角度去描述系统的业务活动。
因此，指派你运用本节所学的状态图，完成如下任务：1. 完成图书业务模块中还书用例的状态图。
四、实验步骤1．业务分析：由前面章节对图书馆管理系统中的还书主要业务的描述和分析可知，还书业务的动态行为是由：空闲（idle）、图书查找（finding）、还书（reversion）、失败（Failure）、归还成功（Success）5种状态及激活相互转换的事件。
2．绘制状态图：请您根据分析运用UML绘制还书用例的状态图。
分析：还书的状态图，还书的主要业务都是由管理员来完成，首先管理员必须先登录系统，并通过验证后，便可以进行下一步的操作，查找该书的相关信息，如存在，则进行还书操作，如不存在该信息，则给出提示信息；绘图步骤：（1）在用例图中的还书（revesion）用例，单击右键，如图3.1所示，新建一个状态图，命名为revesion状态图。
（2）双击“receivesion”状态图，展开后，在左边的工具栏上选取一个实心圆点，此结点为开始结点；当还书的时候，操作者先要询问系统的状态，如果系统忙，操作者则必需等待，因此，得到系统的两种状态。
（3）操作者在询问系统和状态后，得到两种状态，如果系统忙，操作者必需要等待、结束，重返步骤（1）。
（4）如系统空闲，则进行对还书的信息进行查询操作；查询也有两种结果，一是查询得到该书的相关信息，二查询不到该书的相关信息；则此时有两种状态，需要建立两种状态。
状态图实验
手机状态图
练习2：电梯系统的状态图实例
电梯开始处于空闲状态，当有人按下按钮要求使用电梯时 (事件 is required发生)，电梯进入运行状态。如果电梯的当前 楼层比想要的楼层高时，电梯进入下降状态；反之，如果电梯 的当前楼层比想要的楼层低时，电梯进入上升状态；如果电梯 的当前楼层与想要的楼层相同时，电梯门打开。在电梯上升或 下降期间，每经过一个楼层就判断护卫条件是否成立，若不成 立，继续移动，若成立，就进入停止状态，15秒后，电梯门自 动打开，2分钟后，电梯门自动关上，如果有更多的电梯使用 请求，进入运行状态，反之，则进入空闲状态。
手机的状态图实例
当手机开机时，它处于空闲状态（idle） ，当用户使用电 话呼叫某人（call someone）时，手机进入拨号状态 （dialing）。如果呼叫成功，即电话接通 （connected）,手机就处于通话状态（working）; 如果呼叫不成功（can’t connect）,例如对方线，重新进入 空闲状态，手机进入空闲状态下被呼叫（be called ）, 手机进入响铃状态（ringing），如果用户接听电话 （pick）,手机处于通话状态；如果用户未做出任何反 应（haven’t acts ）,可能他没有听见铃声，手机一直 处于响铃状态，如果用户拒绝来电（refused）,手机 回到空闲状态（idle）。
实验6-状态转换图
什么是状态转换图
状态转换图：用来描述一个特定对象的所有可 能的状态及其引起状态转移的事件。一个状态 图包括一系列的状态以及状态之间的转移。
用于描述给定类的发展历史、导致状态转换的事件 和导致状态改变的活动 对象状态是对象可以存在的可能条件 为类的重要动态行为建立状态转换图
状态图中定义的状态
初态—状态图的起始点,一个状态图只能有一个初态。 终态—是状态图的终点。而终态则可以有多个。 中间状态—可包括三个区域:名字域、状态变量与活动 域。 嵌套状态—可以进一步细化的状态称作复合状态。
初态 终态 转换
状态名
状态变量 活动 中间态
响应事件的内部动作或活动的列 表，定义为： 事件名 (参数表[条件])/动作表达式
状态实例
状态变量 是状态图所显示的类的属性。 活动 列出了在该状态时要执行的事件和动作。有3个标准事件： entry事件用于指明进入该状态时的特定动作。 exit事件用于指明退出该状态时的特定动作。 无参数 do事件用于指明在该状态中时执行的动作。 例:
login login time=curent time entry/type “login” do/get use name do/get password help/display help exit/login(use_name.password)
特点
状态活动规格说明
状态中的活动
通过关键词entry，活动被放置在状态中
活动被输入直到从状态中退出
通过关键词do，活动被放置在状态中
活动从状态中退出
通过输入关键词exit，活动被放置在状态中
uml实验报告1-9汇总
实验一UML建模基础一、实验目的1.熟悉UML建模工具Rational rose的可视化环境。
2.掌握利用Rational rose进行建模的步骤。
二、实验内容1.熟悉Rational rose建模环境(1)单击“开始—>所有程序—>IBM Rational—>Rational Rose Enterprise Edition”，启动Rational Rose建模环境，软件启动后产生如图1.1所示的建模模型窗口。
图1.1 Rational rose 启动提示界面(2)选项卡【new】用来选择新建模型时采用的模板。
单机【Details】按钮可以查看选中模板的描述。
【Existing】选项卡用于打开一个已经存在的模型。
【Recent】选项卡可以打开一个最近打开的模型文件。
如暂时不需要任何模板，只需要建立一个新的空白模型文件，单击【Cancel】按钮，显示Rational rose主界面，如图1.2所示。
图1.1 Rational rose主界面(3)主界面包含五大部分：导航窗口、绘图窗口、工具栏、文档窗口和日志窗口。
①导航窗口：用于在模型中迅速漫游。
导航窗口类似于windows操作系统的资源管理器，它以树形结构显示了模型中的所有元素，包括参与者、用例、类、组件等。
利用导航窗口可以：a)增加模型元素参与者、用例、类、组件、框图。
b)浏览现有模型元素。
c)浏览现有模型元素间的关系。
d)移动模型元素。
e)更名模型元素。
f)将模型元素加进框图。
g)将文件或UML链接到元素。
h)将元素组成包。
i)访问元素的详细规范。
j)打开图形。
图1.3 导航窗口导航窗口四个视图根结点。
a)用例视图(Use Case View)：用于管理需求分析获取的所有用例、参与者和用例图。
b)逻辑视图(Logic View)：分析和设计完成的所有制品(如类图、对象图、顺序图、活动图、状态图等)放置在逻辑视图中。
c)组件视图(Component View)：逻辑视图中的类实现后成为软件的组件，可以放在组件视图中创建这些组件，并绘制组件图描述它们之间的依赖关系。
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要创建状态图，首先要标识出哪些实体需要使用状态图进 一步建模。虽然我们可以为每一个类、操作、包或用例创 建状态图，但是这样做势必浪费很多的精力。一般来说， 不需要给所有的类都创建状态图，只有具有重要动态行为 的类才需要。 从另一个角度看，状态图应该用于复杂的实体，而不必用 于具有复杂行为的实体。使用活动图可能会更加适合那些 有复杂行为的实体。具有清晰、有序的状态实体最适合使 用状态图进一步建模。 对于聊天系统来说，需要建模的实体就是用户的状态。
事件：
消息型事件：消息名[(参数表)] 信号型事件：信号名[(参数表)] 时间型事件：时间到到这指定的绝对时刻点或到达指定时间之 后的相对时刻点：at(绝对时刻点)，after(相对时刻点) 条件型事件：对象所处环境及对象属性值的变化导致某个条件 成立：When(条件表达式)
相关概念
创建状态图案例分析
2. 确定状态图中实体的状态
对于一个用户来说，它的状态主要包括： 未注册 未登录 已登录 查找好友 新增好友 删除好友 聊天 修改个人信息
创建状态图案例分析
3. 创建完整状态图
当确定了需要建模的实 体，并找出了实体的初 始状态和终止状态以及 其他相关状态后，就可 以着手创建状态图。 首先，我们要找出相关 的事件和转换。对于聊 天系统的用户来说，当 用户没有注册系统时， 处于未注册状态；当用 户登录系统后，处于已 登录状态；当用户进行 各种操作时处于操作状 态；当用户退出时处于 未登录状态。
《软件工程》第四版
实验七 状态图
状态图
状态图描述一个实体在事件刺激下的动态行为。 它包含实体所有可能的状态、在每个状态下能够 响应的事件以及事件发生时的状态变迁与响应动 作。 用来描述一个类的典型对象、软件系统或系统的 行为。
相关概念
状态：
对象的状态对应于对象的属性构成的一个约束条件， 或对象的具有统一行为模式的某个生命周期阶段。 在对象的生命周期中某个时刻点上发生的，值得关注 的针对该对象的一种瞬时刺激或触动。
基本机制
(外部)迁移
表示为状态节点之间的有向边，自迁移是指源 状态节点与目标状态节点相同的特殊的外部迁 移。 在有向边上标注：[事件][监护条件][/动作]
事件：触发此次状态变迁的事件 监护条件：约束状态迁移真正发生的条件表达式 动作：状态迁移期间应当执行的动作。
基本机制
初态与终态
基本机制
状态节点
由状态名、可选的入口活动、出口活动、do活 动和内部迁移构成。
一旦对象经迁移边从其它状态进入本状态，那么本 状态的出口活动将被执行。 一旦对象经迁移边从本状态进入其它状态，那么本 状态的出口活动将被执行。 Do活动是当对象进行本系统状态并执行完入口活动( 如果有)后应该执行的活动。 内部迁移不会引起对象状态变化，除此之外，与外 部迁移相同。
活动(Activity)和动作(Action)
计算过程可以向对象发送同步或异步信号，创 建或删除对象等。 动作位于状态之间的迁移边上，比较简单，执 行时间短； 活动位于状态中，它可以比较动作复杂，执行 时间长。
差异
基本机制
状态图由状态节点和迁移(Transition)边 构成。迁移边表示状态之间因事件激励而 触发的对象状态变化。 同时还包含两种特殊的状态：初态和终态 。
均为特殊的状态，其中初态还是一种伪状态 (Psedo State)，它并不真正对应对象的属性值 的约束。 一张状态图中应该恰有一个初态，可以有一到 多个终态。 初态和终态不能包含任何活动或内部迁移。初 态只能发出迁移边，终态只能作为迁移边的目 标。
状态图的组成
1. 顺序组成状态
如果一个组成状态的多个子状态之间是互斥的，不能同时 存在的，这种组成状态称为顺序组成状态。 一个顺序组成状态最多可以有一个初始状态和一个终态。
状态图的组成
2. 并发组成状态
在一个组成状态中，可能有两个或者多个并发的子状态， 我们称这样的组成状态为并发组成状态。每个并发子状态 还可以进一步分解为顺序组成状态。 一个并发组成状态可能没有初始状态，终态，但是嵌套在 它们里的任何顺序组成状态可包含这些伪状态。
创建状态图案例分析
1. 确定状态图的实体