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1 Vgl. Oestereich Kap 2.6 Seiten Zustände 1

2 Aktivitäts- und Zustands-Diagramm werden oft verwechselt. Es ist darum wichtig zu unterscheiden, dass im Aktivitätsdiagramm die Aktionen im Zentrum des Interesses stehen. Das Zustandsdiagramm beschreibt hingegen die verschiedenen Zustände, welches ein Objekt (hier Bankkunde) im Verlauf seines Lebenszyklus im System annehmen kann. 4. Zustände 2

3 Erste Zustandsdiagramme können schon früh, in der Analysephase zum Beispiel zum Aufzeichnen der GUI Navigation benutzt werden, oder immer wenn ein Objekt ablaufrelevante Zustände einnehmen kann (Menu fertig zubereitet, Bank-Konto überzogen, Rechnung gemahnt, ) 4. Zustände 3

4 Anfangs- (Start-) und End-Zustand sind sogenannte Pseudo-Zustände. Es gibt immer nur genau einen Anfangszustand. Es kann aber mehrere Endzustände geben. 4. Zustände 4

5 Ein Zustand wird bestimmt durch die Menge der möglichen Attributwerte, welche ein Objekt während eines Ablaufs annehmen kann. Normalerweise sind dabei nicht alle Attribute eines Objekts (einer Klasse) relevant. Es werden nur die relevanten Attribute im Zustandsdiagramm notiert. Oft können nicht alle möglichen Attributwerte notiert werden, sondern nur die relevanten Bereiche (z.b. gleich, kleiner oder grösser als 0). Der obige Zustand stellt ein aktiven, solventen Kunden dar. Es zeigt aber weder den Namen, noch die Adresse des Kunden, noch andere für diesen Zustand unwichtige Informationen. Nicht jede Klasse muss über Zustände verfügen. Falls alle Operationen einer Klasse jederzeit und in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden können, besteht kein Grund für eine Zustandsmodellierung. Normalerweise ist es sinnvoll einen Initialzustand zu definieren (INIT), sowie einen Endzustand (CLOSED oder TERMINATED). 4. Zustände 5

6 Die Bedeutung wäre hier: Alle Konten eines Kunden, welcher zwar aktiv, aber insolvent geworden ist, werden gesperrt. Erst wenn der Kunde diesen Zustand wieder verlässt, werden seine Konten wieder entsperrt. 4. Zustände 6

7 Man spricht auch von Subzustand oder Verschachteltem Zustand (nested state). Das Diagramm beschreibt die möglichen Zustände eines Kombi-Backofens. Sobald die Tür geöffnet wird, wird der Zustand heating verlassen, egal ob der Ofen als Backofen oder als Mikrowelle benutzt wird. Beim Schliessen der Türe muss hier zuerst wieder die Art des Heizens (Backen oder Mikrowelle) gewählt werden. Die Ein- und Ausgänge aus einem Unterzustand werden oft durch einen Kringel (gekreuzten Kringel) bezeichnet. Beim Eintreten in einen verschachtelten Zustand wird zuerst die entry Methode des Zustands (hier heating), dann die entry-methode des Unterzustands ausgeführt. Beim Verlassen des Zustands wird umgekehrt zuerst die exit-methode des Unterzustands, dann die exit-methode des Zustands ausgeführt. 4. Zustände 7

8 Die Bedeutung des Beispiels: Ein Konto wird aktiv, sobald es einen positiven Kontostand hat. Ereignisse, welche keinen Zustandsübergang auslösen, können als interne Aktionen notiert werden: Am Ende jedes Jahres werden die Zinsen gutgeschrieben. Ein Zustandsübergang auf den selben Zustand kann Sinn machen, da dadurch die exit und entry Aktionen getriggert werden. Im obigen Beispiel würden die Zinsabschlüsse jeweils nur für die gesperrten Konten ausgedruckt. 4. Zustände 8

9 4. Zustände 9

10 Das Beispiel links zeigt den Lebenszyklus eines Bankkunden, der Konten eröffnen und schliessen, und Geldbeträge einzahlen und beziehen kann. Wenn das letzte Konto geschlossen wurde, wird das Kundenobjekt inaktiv gesetzt. Falls entry oder exit Aktionen vorhanden sind, werden diese bei jedem Event ausgelöst, auch wenn das Event auf den selben Zustand führt. So würde rechts, beim (gesperrten) Account jeweils Ende Jahr die Zinsen gebucht und die entry Methode ausgeführt (ein Report gedruckt). 4. Zustände 10

11 Es gibt pro Region (Unterzustand) genau einen Startzustand (initial state), ein Zustandsdiagramm kann aber mehrere Endzustände (terminate state) haben. Die verschiedenen Wege, welche durch eine Verzweigung (splitting, fork) entstehen, können durch eine (synchrone) Vereinigung (join, synchronisation) wieder zusammengefasst werden. Eine Entscheidung (choice) hat (analog zum Aktivitätsdiagramm) Bedingungen für die Weiterführung des Ablaufs. Die Zusammenführung (junction) führt die verschiedenen Wege wieder zusammen. 4. Zustände 11

12 Beim Schliessen der Türe nimmt der Ofen wieder den exakt gleichen Unterzustand ein wie er in dem Moment hatte, wo er durch Öffnen der Türe unterbrochen wurde. 4. Zustände 12

13 Das Die Beschreibung kann für die Ausgabe, die Nummer für einen Vergleich oder den Ablauf- Fortschritt (State.INIT < State.PAYED) benutzt werden. public class MenuPointState{ public enum State{ INIT(0, "Initialized"), SELECTED(1,"Selected"), ORDERED_BY_GUEST(2, "Ordered By Guest"),... ; private final int state; private final String description; } } State(int astate, String desc){ this.state = astate; this.description = desc; } public int getstate(){ return this.state; } public String getdescription(){ return this.description; } 4. Zustände 13

14 Der Waiter muss je nach aktuellem Zustand des Menupunktes anders reagieren (Bestellung weiterleiten, Essen servieren, Rechnung bringen, ) public void update(observable obs, Object arg) { MenuPoint mp = (MenuPoint) obs; State state = (State) arg; switch (state) { case INIT: case ORDERED_BY_GUEST: case ORDERED_BY_WAITER: case SERVED: break; case READY_TO_SERVE: serve(mp); break; case EATEN: encash(mp.getguest().getorder()); break; } } 4. Zustände 14

15 In Dienstleistungs-Software kommt der Einsatz von Zustands-Diagrammen nicht so oft vor wie in Steuerungs-Aufgaben. Das nachfolgende Thema ist deshalb aus diesem Bereich gewählt: es geht um eine einfache Telefon-Steuerung. 4. Zustände 15

16 Der Telefon-Apparat verfüge über folgende Komponenten: Hörer (mit Mikrofon und Lautsprecher), Hörer-Sensor mit den Zuständen - up: Amtsleitung ist zu belegen, Hörer ist einzuschalten - down: Amtsleitung ist freizugeben, Hörer ist auszuschalten Tatstatur-Block mit den Tasten - Ziffern Clear-Taste (zum Löschen der zuletzt eingegebenen Ziffer) - Wähl-Taste (zur Auslösung der Tonfolge für die Nummernwahl) Nummern-Anzeige (Display) und Läutwerk (Telefonklingel) Es sollen folgende Zustände modelliert werden Wenn Hörer up: - Amtsleitung belegen, Hörer einschalten - Eingabe von Ziffern entgegennehmen und am Display anzeigen - Löschen der letzten Ziffer falls die Clear-Taste gedrückt wird - Drücken der Wähl-Taste sendet die Tonfolge für die Ziffernfolge Gesprächsbereit - Gesprächsabbruch bei Hörer down Wenn Hörer down und Ruf von Zentrale: - Läutwerk einschalten - sobald Hörer up: Gesprächsbereit Läutwerk ausschalten, Drücken von beliebigen Tasten bewirkt nichts. - Gesprächsende bei Hörer down - Falls der Hörer innerhalb von 10 Sekunden nicht abgenommen wird Läutwerk ausschalten, Übergangszustand bis der Ruf von der Zentrale aufhört. Aufgaben Entwerfen Sie das Zustands-Diagramm für das Telefon-Objekt. Entwerfen Sie zum Vergleich ein Aktivitätsdiagramm für den Ablauf eines Telefon-Gesprächs (anrufen/empfangen). 4. Zustände 16

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