基于状态图的坦克行为建模研究
第十章 状态机图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
对应于触发器转换，没有明确的触发器的转换成为结束转换或无触 发器转换，是在状态的内部活动执行完毕后隐式触发的。
转换——事件
能够在触发器中接收的事件有以下四种：
调用事件：调用事件表示对象接收到一个调用操作的请求。其期待的结 果是事件的接收者触发一个转换并执行相应的操作。
改变事件：改变事件的发生依赖于事件中某个表达式所表达的布尔条件。 改变事件没有参数，要一直等到条件被满足才能发生。
信号事件：信号由一个对象准确地送给另一个或一组对象。发送给一组 对象的信号可能触发每个对象的不同转换。
时间事件：时间事件的发生依赖于事件中的一个时间表达式。比如，可 以让对象进入某状态后经过一段给定的时间或到达某个绝对时间后发生 该事件。
转换——事件
stm 订单类 Unselected
click(posX, posY) [posX==x and posY==y]
Selected
（a）
SingleSelectionMode shiftKeyUp MultiSelectionMode shiftKeyDown （c）
状态机图
状态机 状态机图
状态机图的基本概念
状态机
状态机是一种行为，它说明对象在其生命周期中响应事件所经历的 状态变化序列以及对那些时间的响应。
一般情况下，一个状态机依附于一个类，用来描述这个类的实例的 状态及其转换，和对接收到的事件所做出的响应。此外，状态机也可 以依附于用例、操作、协作等元素上，描述它们的执行过程。
等待支付
[立即支付] 审核完成
[及时支付]
[超出支付时限]
审核失败
状态机图
图书管理系统-动态设计-状态图
提交
新办借阅证 信息显示
显示图书 信息 返回 增加
重填 新增图书
登录成功
点击新办借阅证
重填
补办借阅 点击补办借阅证 证 图书管理系 统主界面
查询
重填 旧借阅证 补办
信息
新借阅证信息 ，未还书信息
返回
点击新增图书 点击修改图书
点击图书借阅 点击图书归还
重填 图书借阅 借阅
返回 所借图书
信息
重填 提交修改
阅证信息
阅证信息
点击图书借阅
返回
点击图书归还
重填 图书借阅
借阅
所借图书 信息
返回
重填 图书归还
查询
显示借阅 信息
归还
返回 归还成功
阅读“注销”用例描述
• 用例名称：注销 • 用例描述：图书管理员离开系统 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：已经进入系统 • 基本路径： 1. 点击“注销” 2. 提示“确认退出” 3. 点击确认，退出系统 • 备选流程： 1. 点击取消不退出系统
统主界面
证
返回 显示新办借
阅证信息
显示旧借 补办 显示新借
阅证信息
阅证信息
返回
软件工程实践
阅读“图书借阅”用例描述
• 用例名称：图书借阅 • 用例描述：图书馆工作人员输入借阅证编号和图书登
录号来完成图书借阅。 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：图书馆工作人员点击“图书借阅” • 基本路径： • 输入借阅证编号。 • 输入图书登录号。 • 点击“借阅” • 显示当前借阅信息（书名,ISBN，借阅时间，应归还时
• 活动图：显示动作及其结果。着重描述操作（方法）实 现中所完成的工作以及用例实例或对象中的活动，它是 状态图的一个变种。
chapter07状态图
• 状态图由表示状态的节点和表示状态之间转换的 带箭头的直线组成。
状态图用途
– 状态图用于指定对象的行为以及不同的当前状 态行为之间差别。同时，它还能说明事件如何 改变一个类对象的状态。通过状态图可以了解 一个对象所能到达的所有状态以及对象收到的 事件（收到的消息、超时、错误和条件满足等） 对对象状态的影响等。
条来显示更高层次的细节信息。
7
7.1 状态图
• 组成： ① 状态（State） ② 判定（Decision） ③ 转换（或转移）（Transition） ④ 事件（Event） ⑤ 动作 （Action） ⑥ 同步（Synchronization） ⑦
• 示意图：
• 状态图基本符号：
• 一个无人职守的电梯升降的状态图：
判定示例
无判定示例
使用决策点可减少混乱情况，尤其在许多转移从 一个状态开始的情况下，更要使用决策点。
7.4 转换或转移
• 转换显示一个状态到另一个状态的控制流，描述对 象在两种状态间的转变。
• 当对象在第一个状态中执行一定的动作后，如果某 个特定事件发生后并且满足条件，该对象就会进入 第二个状态，当状态间发生这种转移时，称转换被 激活。
执行动作，如此连续直到终止状态。
对象、状态和事件
在状态图中，对象和状态是一对不同分割的概念。状态 图是描述单个对象，以及对象的行为如何改变其状态。对象 是某个状态下的对象，而状态则是描述当前对象。所有的对 象均有状态，状态的改变由对象的属性值指向其他对象的链 来决定。下面一些例子形像地说明了对象和状态。 （1）支票（对象）已付（状态）。 （2）汽车（对象）已启动（状态）。 （3）小王（对象）睡着了（状态）。 （4）小红（对象）未婚（状态）。
UML中的活动图和状态图的区别与实际应用案例解析
UML中的活动图和状态图的区别与实际应用案例解析UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统建模的标准化语言，它提供了一套丰富的图形符号和规范，帮助开发人员更好地理解和设计软件系统。
在UML中，活动图和状态图是两种常用的图形表示方式，用于描述系统中的活动流程和对象状态。
本文将探讨这两种图形的区别，并通过实际应用案例来解析它们的具体应用。
活动图是一种用于描述系统中活动流程的图形表示方式。
它主要由活动（Action）、控制流（Control Flow）和决策节点（Decision Node）等元素组成。
活动图可以清晰地展示系统中的各种活动以及它们之间的关系和顺序。
活动图通常用于描述业务流程、系统交互和软件系统中的算法等。
例如，在一个在线购物系统中，我们可以使用活动图来描述用户选择商品、添加到购物车、填写订单信息、确认支付等流程。
通过活动图，我们可以更好地理解和设计系统中的各个步骤，从而提高系统的可靠性和可维护性。
与活动图相比，状态图主要用于描述系统中对象的状态和状态之间的转换。
状态图由状态（State）、转移（Transition）和事件（Event）等元素组成。
状态图可以清晰地展示对象在不同状态之间的转换和触发条件。
状态图通常用于描述系统中的状态机、对象的生命周期和系统中的并发操作等。
例如，在一个自动售货机系统中，我们可以使用状态图来描述售货机的工作状态，如待机状态、售货状态和故障状态等。
通过状态图，我们可以更好地理解和设计系统中对象的状态变化，从而提高系统的可靠性和性能。
活动图和状态图在应用上有一些区别。
活动图主要用于描述系统中的活动流程，强调活动之间的顺序和关系。
它更适合于描述系统中的业务流程和交互流程等。
而状态图主要用于描述系统中对象的状态和状态之间的转换，强调对象状态的变化和触发条件。
它更适合于描述系统中的状态机和对象的行为。
下面通过一个实际应用案例来进一步解析活动图和状态图的具体应用。
跟我学UML建模工具StarUML(第12部分)——应用StarUML创建状态图的创建示例
1.1跟我学UML建模工具StarUML（第12部分）——应用StarUML创建状态图的创建示例1.1.1UML状态图及相关技术1、状态机图和状态机图中的状态（1）状态机图UML状态图（也称UML状态机图）是展示对象状态与状态转换的视图，在UML中，状态机图用于对具有事件驱动的特性的动态行为的建模。
（2）状态机图中的状态状态是状态机图的重要组成部分，所有对象都具有状态，状态是对象执行了一系列活动的结果。
当某个事件发生后，对象的状态将发生变化。
2、状态图（State Diagram）（1）什么是状态图用来描述一个特定对象的所有可能状态及其引起状态转移的事件，从而可以实现对单个的对象行为建模。
（2）状态图的主要作用大多数面向对象技术都用状态图表示单个对象在其生命周期中的行为，同时也显示了该实体如何根据当前所处的状态对不同的时间做出反应的。
3、什么场合中应该要采用状态图当功能行为的改变和状态有关时才需要创建出UML状态图，因为通过状态图可以显示对象在其生命周期中依次经历的各种状态。
但如果要表示由系统内部生成的功能操作（而非外部事件）驱动的事件流时，则一般使用UML活动图。
如下给出一个Account对象的状态图示例：4、为什么要使用UML状态图（1）动态特性是由事情所触发的一个完全静态的系统是无任何应用价值的，因为没有事件发生也就不可能产生出具体的功能。
所有真正的软件应用系统自身都含有某些动态的特性，并且这些动态的特性是由内部或外部发生的事件所触发。
比如，在一个ATM机上，动作是由一个用户按下相关的功能按钮引发而开始一个事件；在一个自动机器人中，动作是由机器人碰上一个对象而引发的；在一个网络路由器中，动作是由检测消息缓冲区是否溢出而引发的。
如下图为一个图书销售业务的状态图示例：（2）为单个的对象和共同工作的对象建模使用UML交互图可以对共同工作的对象群体的行为进行建模，而使用状态图，则可以对单个的对象行为进行建模。
虚拟现实题库及部分答案
填空题1.虚拟现实的本质特征:lmmersion （^^） Interaction!交互）lmagination （想象），其中 沉没 是最弱的,是虚拟 现实最重要的技术特征。
2. 电磁式位置跟踪设备可分为交流电发射器型与 宜流电 发射器型.3. 虔拟对象建模包括：几何建模、图像建模、图像与几何相结合建模、视觉外观设计建模°4.虚拟环境建模包括：物理建模、行为建模、运动建模、声音建模。
其中分形技术属于物理建模。
5・ 几何建模的方法包括：多边形；非统一有理B 样条； 构造立体几何• 6. 虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和_^生等多种感觉通道的实时模拟和实时交 互。
7. —个典型的虚拟现实系统的组成主要由：头盔显示设备、多传感器组、 力反馈装置构成。
8.根据處拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虔拟现实系统划分为四种典型类型，沉浸式、桌面式、 增强式、分布式°9. 正是由于人类两眼的视差,使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空 间感的立体物体视觉•10.A.高性能图形工作站B.投影设备C.跟踪系统D.声音系统20・在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有（ABC ）A ・纹理映射B.反走样C.坏境映射D.细节层次模型法11.在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中，目前有下面几种用来降低场景的复杂度，以提高三维场景的动态显 示速度的方法，其中（C ）法应用较为普遍。
1.3.4.6.7.8.9. 在虚拟现实系统的输入部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备、数据手套.三维鼠标。
多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，以下属于视觉感知设备的有 A ・头盔显示器D.响应工作台立体显示系统個觉反馈设备不包括（EA ・充气式触觉反馈装置： D.电剌激式触觉反馈装置； 共20分）（ABCDEF）B.立体眼镜显示系统 E.墙式立体显示系统 ）B.振动式触觉反馈装置; E ・声波触觉反馈装置C.洞穴式立体显示系统 F.裸眼立体显示系统HMD （Head_Mounted_Display ）即头盔式显示器，主要组成是（ A.显示元件B.光学系统C.触觉元件C ・视觉式触觉反馈装置； F.神经肌肉刺激式触觉反馈装置CD ） D ・听觉系统空间位置跟踪技术有多种.常见的跟踪系统有（ABCDEA ・机械跟踪器 B.电砒跟琮器C.超声波跟踪器E ・光学跟踪器 所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到 真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。
第8章 状态图
间期限已到，时间事件就会激发状态的转换
8.4.8 延迟事件
延迟事件是在本状态不处理，要推迟到另外一个状态才处 理的事件。
-26-
made by cnHexu
第8章 状态图
8.1 状态机 8.2 状态图 8.3 状态 8.4 事件 8.5 转换 8.6 状态图建模技术 8.7 实例
8.3.1 概述
状态种类： 简单状态（Simple State） 组成状态（Composite State）
状态组成： 状态名（Name） 活动（Activity） 入口动作（Entry Action） 出口动作（Exit Action）
-14-
made by cnHexu
第8章 状态图
除了两个分支的判定，还有多条件的分支判定。 多条件的分支判定有分为链式的和非链式的分支。
第8章 状态图
8.1 状态机 8.2 状态图 8.3 状态 8.4 事件 8.5 转换 8.6 状态图建模技术 8.7 实例
第8章 状态图
8.4 事件
事件表示在某一特定的时间或空间出现的能够引发状态改 变的一种运动变化。
事件是一个激励的出现，它定义一个触发子以触发对象改 变其状态，任何影响对象的事物都可以是事件。
第8章 状态图
8.2 状态图
一个状态图表示一个状态机，主要用于状态图表现从一个 状态到另一个状态的控制流。
状态图由表示状态的节点和表示状态之间转换的带箭头的 直线组成。
若干个状态由一条或者多条转换箭头连接，状态的转换 由事件触发。
组成UML状态图的元素： 状态（State） 转换（Transition） 初始状态（Start State） 终结状态（End State） 判定（Decision）
基于控制论的网络行为建模研究
２０１１牟第７期 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－２５５２（２０１１）０７—００５７—０５
基于控制论的网络行为建模研究
张立斌 （９２４９３部队，葫芦岛１２５０００） 摘要：首先介绍了控制论的概念及当前主要的行为建模方法，然后重点对网络系统的行为分 类进行了研究，讨论了网络行为的相关概念及网络行为的描述方法。详细分析了各种网络行为， 总结得出了网络行为的框架描述。最后，以入侵检测系统为例，研究网络入侵检测行为过程， 用控制论的相关理论对网络中入侵检测的行为进行建模，并对该模型进行了简单的仿真分析和
效果评估。 关键词：控制论；网络行为；建模；入侵检测 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ ＺＨＡＮＧ Ｌｉ．ｂｉｎ （９２４９３ Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ，Ｈｕｌｕｄａｏ １２５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｎ，ｉｔ ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｏ ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｒａｌ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐ￣ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｂｅｈａｖｉｏｒ，ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ．Ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ．Ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ＩＤＳ，ｉｔ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｔ ｍｏｄｅｌｅｄ，ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ ｔｈｅｏｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ；ｎｅｔｗｏｒｋ ｂｅｈａｖｉｏｒ；ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
离散事件系统建模方法研究
离散事件系统建模方法研究离散事件系统(Deterministic Event System, DES)是一类复杂的动态系统，其特点是离散、非线性和分布式。
在工业自动化、交通控制、信息安全等领域中，离散事件系统的应用越来越广泛。
为了更好地理解离散事件系统，人们需要对其进行建模和分析。
本文将介绍离散事件系统建模方法的研究现状，并讨论其优缺点和未来发展趋势。
一、常用的离散事件系统建模方法目前，常用的离散事件系统建模方法主要有Petri网、时序逻辑、状态迁移图等。
其中，Petri网是最常用的一种。
1.Petri网Petri网是一种描述并行计算的数学工具，由苏联数学家卡尔曼·彼得里发明。
它适用于建模具有并发行为的系统，如通信协议、电子商务系统、工业生产流程等。
Petri网有三种元素：库所、变迁和弧。
库所表示容器或媒介，变迁表示系统中的动作或事件，弧表示库所和变迁之间的联系。
Petri网的主要优点是直观易懂，能够有效地在计算机上模拟和验证，并具有强大的表达能力。
但其不足之处在于规模较大的Petri网建模存在复杂性，很难找到规模较大Petri网的状态，分析算法较为困难，维护和修改Petri网需要耗费大量的时间和精力。
2.时序逻辑时序逻辑是一种形式化的、用于描述计算机程序和协议的语言。
它主要应用于计算机科学、人工智能和认知科学等领域。
时序逻辑可以表达事实和关系的数量，也可以利用定理证明工具对它们进行分析。
时序逻辑将系统行为抽象成为时间序列，并在此基础上定义了各种命题、关系和算符。
时序逻辑由于特别关注时间因素，适用于描述存在状态变化和时间依赖的系统。
时序逻辑的优点在于使用方便、表达范围广泛，但由于过于理论性和抽象性，它难以应用于实际问题的建模。
3.状态迁移图状态迁移图(State Transition Diagram)是一种描述状态机的图形语言。
状态机是一种抽象模型，描述系统在不同状态下进行的相应行为。
UML的状态图图解及应用
状态图可以帮助理解系统的行 为和状态转换过程
状态图可以用于描述系统的动 态行为和状态转换关系
状态图的组成
状态：表示系统在某个时间点的状态
动作：状态转换过程中执行的操作
转换：表示系统从一个状态到另一个状 态的变化
事件：触发状态转换的条件
监护条件：状态转换的附加条件
状态图：表示系统状态和状态转换的图 形表示
UML的状态图图解及应用
汇报人：XX
UML状态图的概述 UML状态图的图解 UML状态图的应用场景 UML状态图的实践案例 UML状态图的优缺点
UML状态图的发展趋势和未来展望
UML状态图的概述
状态图的定义
UML状态图是一种描述系统状 态和状态转换的图形工具
状态图描述了系统在不同状态 下的行为和转换关系
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
技术融合：与其他建模技术相结合， 如BPMN、SysML等
标准更新：UML标准不断更新，以 适应新的技术和应用需求
未来展望
应用领域：UML状态图将在软件开发、系统设计等领域得到更广泛的应用
技术发展：随着人工智能、大数据等技术的发展，UML状态图将更加智能化、高效化
标准制定：UML状态图将逐渐成为国际标准，为软件开发提供更统一的规范
转换的表示
转换：从一个状态到另一个状态的变化 转换条件：触发转换的事件或条件 转换动作：在转换过程中执行的操作 转换目标：转换后的目标状态
动作的表示
动作名称：在箭头上方或下 方标注动作名称
动作表示：使用箭头表示动 作，箭头指向目标状态
动作条件：在箭头上方或下 方标注动作条件
动作结果：在箭头上方或下 方标注动作结果
业务过程建模