Deel I Hoofdstuk 4: Modelleren van Toestand

Transcriptie

1 Deel I Hoofdstuk 4: Modelleren van Toestand 2005 Prof Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 1 Berichten of boodschappen OO is gebaseerd op hoe de reële wereld werkt 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 2

2 Objecten communiceren Hallo, ik ben mr. Peters van de boekhouding. En u ben? Berichten Aangenaan, ik ben mevr Segers verkrijgen van informatie 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 3 Berichten sturen om taken uit te voeren Iets realiseren Graag, lunch voor 3 personen 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 4

3 Berichten of boodschappen Berichten worden in OO ook wel boodschappen genoemd. Door het sturen van een bericht naar een object roept men een corresponderende operatie aan. Voor elk (geldig) bericht naar een object moet een corresponderende operatie bestaan in de klasse van het object 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 5 Gebeurtenissen of events Objecten kunnen ook reageren op alleenstaande gebeurtenissen Voorbeeld: Om 7 uur s morgens word ik spontaan wakker Als de temperatuur boven 25 is dan begin ik te zweten 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 6

4 Gebeurtenissen of events Een gebeurtenis worden in OO ook wel een event genoemd. Het sturen van een boodschap van één object naar een ander object wordt ook beschouwd als event. Een object kan op een event reageren door het aanroepen van één van zijn operaties 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 7 Dynamisch gedrag Door het uitwisselen van boodschappen en het reageren op gebeurtenissen creëren de objecten van een systeem samen het dynamisch gedrag van een systeem Toestandsmodel Beschrijft het dynamisch gedrag van het systeem door per object (klasse) alle relevante events en de mogelijke reacties erop te specificeren 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 8

5 Toestanden en transities Objecten kunnen verschillend reageren op dezelfde gebeurtenis op verschillende tijdstippen Voorbeeld Als mijn kat slecht gezind is zal ze krabben of bijten als ik haar probeer te aaien Als ze echter pas eten gekregen heeft zal ze kopjes geven als ik haar probeer te aaien 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 9 Toestanden en transities Dit wordt gemodelleerd door middel van toestanden: een object kan maar in één enkele toestand zijn op een gegeven moment in de tijd De kat is goed gezind of de kat is slecht gezind zijn toestand bepaald hoe het zal reageren op een gebeurtenis Slecht gezind: krabben Goed gezind: kopjes geven Een gebeurtenis kan er voor zorgen dat een object van toestand wijzigt. Dit noemt men een toestandsovergang of transitie Goed gezind -> slecht gezind door de bel die rikkelt 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 10

6 Toestand Toestand Een abstractie van de waarden van de attributen en de links van een object. Toestanden worden gebruikt om aan te geven dat een object anders reageert op een gebeurtenis (event) wanneer het in een andere toestand is. UML notatie Voorbeelden: Klant: solvabel, niet-solvabel Toestel: powered, not powered 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 11 Opgelet: Toestand toestand in toestandsdiagram toestand zoals gedefinieerd in klasse model (aggregatie van de waarden van de attributen op een bepaald ogenblik) De waarden van de attributen kunnen verschillend zijn maar het object kan toch in dezelfde toestand zijn Klant solvabel indien saldo > Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 12

7 Eigenschappen toestand 1. De objecten van een klasse hebben een eindig aantal toestanden 2. Elk object kan maar in één enkele toestand zijn op een gegeven moment in de tijd (dit is de actieve toestand) 3. Een object kan verschillende toestanden doorlopen gedurende zijn leven 4. Verschillende objecten van een klasse kunnen in verschillende toestanden verkeren 5. De reactie van een object op een event is afhankelijk van zijn toestand 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 13 Temporeel gedrag Indien het gedrag van een object afhankelijk is van de toestand van het object spreekt men van temporeel gedrag Of een object temporeel gedrag heeft is afhankelijk van het systeem waarin het voorkomt Voorbeeld: Klant in boekingssysteem voor een restaurant geen relevant temporeel gedrag Klant in betaal opvolgsysteem heeft wel temporeel gedrag 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 14

8 Toestandsmodel Toestandsmodel Bestaat uit verschillende toestandsdiagrammen, één per klasse met relevant temporeel gedrag Voorbeeld toestandsdiagram voor CD-speler 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 15 Toestandsdiagram Een toestandsdiagram definieert het gedrag van de instanties (objecten) van een welbepaalde klasse In de realiteit: Gebeurtenissen (events) kunnen op elk moment ontvangen worden Een event kan een transitie uitlokken Om dit aan te geven wordt de transitie in het toestandsdiagram gelabeld met de naam van het event Een transitie kan enkel plaatsvinden wanneer het object in een actieve toestand is en het event plaats vindt. Een transitie leidt tot een nieuwe actieve toestand. Dit wordt beschreven door een toestandsdiagram 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 16

9 Toestandsdiagram Toestandsdiagram Specificeert alle mogelijke toestanden van een object, de events die het kan detecteren en de respons op deze events, nl. de transities Meestal toestandsdiagram per klasse: Alle objecten in de klasse opereren volgens dit diagram 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 17 Toestandsdiagram Semantiek van Toestandsdiagram Als er voor een toestand meerdere transities mogelijk zijn dan bepaald het eerste event dat plaats vindt welke transitie wordt uitgevoerd Als een event voorkomt en er is geen overeenkomstige transitie dan wordt het event genegeerd Als er meer dan 1 transitie overeenkomt met een event dan wordt er slechts 1 uitgevoerd. Welke is niet-deterministisch 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 18

10 Toestandsmodel Toestandsmodel Verzameling toestandsdiagrammen, één voor elke klasse met noemenswaardig temporeel gedrag Een klasse heeft noemenswaardig temporeel gedrag als: De klasse meer dan één toestand heeft Of de klasse heeft maar één toestand maar reageert verschillend op verschillende events 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 19 Toestand beschrijven Een toestand kan op verschillende manieren gekarakteriseerd worden: 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 20

11 Event Event Gebeurtenis op een welbepaald moment in de tijd Voorbeelden: Indrukken van een toets Temperatuur beneden 0 Paper jam Merk op: welbepaald moment is een abstractie van de realiteit; tijdseenheid dat men beschouwt als atomair Voor gebeurtenissen over een tijdsinterval worden toestanden gebruikt (zie later) 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 21 Event Het tijdstip waarop een event plaats vindt is een impliciete eigenschap van het event! De term event wordt gebruikt voor zowel een event type als voor een event instantie 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 22

12 Event Events kunnen gerelateerd zijn: Vb. Vlucht moet vertrekken voordat hij kan aankomen Events die niet gerelateerd zijn noemt men concurrent Er wordt geen volgorde uitgedrukt tussen concurrente events 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 23 Soorten events Signal event Het versturen of ontvangen van een signaal Een signaal is een expliciete één richtingsoverdracht van informatie (bijv. een bericht) Change event Een event die een wijziging van een boolean expressie tot gevolg heeft Time event Het plaatsvinden van een absoluut tijdstip of het verstrijken van een tijdsinterval 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 24

13 Signaal Event Signaal Éénrichtingstransmissie van informatie van een object naar een ander object (een boodschap tussen objecten) Signaal event: de gebeurtenis geassocieerd met het versturen of het ontvangen van een signaal 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 25 Change Event Change Event Het event vindt plaats als de geassocieerde expressie TRUE wordt when( temperatuur < ingesteldetemperatuur) when( batterijpower < lowerlimit) when( bandenspanning < minimumspanning) 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 26

14 Time Event Time event Het event vindt plaats als een welbepaald tijdsmoment bereikt is when( date = March 25, 2008) of Als een welbepaald tijdsinterval verstreken is after( 10 seconds) 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 27 Toestand vs Event Event: representeert een punt in de tijd Toestand: correspondeert met het tijdsinterval tussen 2 events ontvangen door het object 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 28

15 Transities Transitie een wijziging van een toestand door het plaats vinden van een event Voorbeeld: Toestand Ringing + telefoon opnemen (event) --> toestand Connected 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 29 Transities De originele - en de doeltoestand zijn meestal verschillend maar kunnen gelijk zijn 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 30

16 Transities Een transitie vindt plaats wanneer het overeenkomstig event zich voordoet De oorspronkelijke toestand + het event bepalen de doeltoestand Een event kan verschillende transities (van verschillende objecten) veroorzaken Voorbeeld: Wekker belt -> ik wakker, echtgenoot wakker, kat wakker De transities gebeuren gelijktijdig 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 31 Transitie met conditie Een conditie kan toegevoegd worden om aan te geven wanneer een transitie kan plaatsvinden Conditionele transitie ( guarded transition ) De transitie heeft enkel plaats indien het overeenkomstig event zich voordoet en de bijbehorende conditie true (waar) is Conditie wordt enkel getest wanneer het event zich voordoet 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 32

17 Guarded transities 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 33 Activiteit Toestandsdiagram kan ook uitdrukken wat er moet gebeuren wanneer een transitie plaats vindt: Activiteiten Activiteiten worden geassocieerd met transities Activiteiten worden uitgevoerd wanneer de transitie plaats vindt 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 34

18 Activiteiten Meerdere activiteiten zijn mogelijk; ze worden dan gescheiden door komma en gelijktijdig uitgevoerd 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 35 Activiteiten Activiteiten kunnen ook gekoppeld worden aan een toestand Ze worden uitgevoerd als het object in de gegeven toestand is Verschillende soorten: entry, exit en do 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 36

19 Do-activiteit Een do-activiteit is een activiteit die blijft duren voor een bepaalde tijd Een do-activiteit kan niet bij een transitie voorkomen; enkel bij een toestand Een do-activiteit kan onderbroken worden door een event die bijvoorbeeld een transitie veroorzaakt 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 37 Entry- en Exit-activiteiten Entry- en Exit-activiteiten laten toe om activiteiten te koppelen aan het binnen treden resp. verlaten van een toestand Opmerking: kan ook gemodelleerd worden via activiteiten bij transities 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 38

20 Toestandsactiviteiten Volgorde van uitvoering van toestandsactiviteiten 1. Activiteiten op de ingaande transitie 2. Entry-activiteiten 3. Do-activiteiten 4. Exit-activiteiten 5. Activiteiten op de uitgaande transitie Als een do-activiteit onderbroken wordt door een event die een transitie veroorzaakt dan wordt de exit-activiteit toch nog uitgevoerd 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 39 Toestandsactiviteiten Andere events kunnen ook voorkomen in een toestand en activiteiten veroorzaken Er vindt dan geen transitie plaats; object blijft in dezelfde toestand Dit is verschillend van een zelf-transitie die er voor zorgt dat entry- en exit-activiteiten uitgevoerd worden 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 40

21 Voltooiingtransitie Voltooiingtransitie of completion transitie Transitie zonder event. Deze wordt uitgevoerd indien de activiteiten geassocieerd met de vertrektoestand (entry en do activiteiten) volledig uitgevoerd zijn 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 41 Completion transities met guarded condities One-shot toestandsdiagram One-shot toestandsdiagram Toestandsdiagram voor objecten met een eindig leven; met een begin- en eind toestand De begintoestand ontstaat bij het creëren van het object Het bereiken van de eindtoestand impliceert de vernietiging van het object 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 42

22 Voorbeeld - One-shot Begintoestand Eindtoestand 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 43 Alternatieve notatie Entry point Exit point 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 44

23 2005 Prof. Dr. O. De Troyer Toestandsmodel pag. 45 Overzicht toestandmodel UML notatie