Zustandsdiagramm

Zweck

Zustandsautomaten (state machines) beschreiben das Verhalten von Classifiern (Elementen) während ihres Lebens­zyklus. Sie stellen die möglichen Zustände eines Classifiers und Zustandsübergänge dar. Cassifier können sein: Klassen, Komponenten, Systeme, u. a..

Die UML 2.0 unterscheidet behavioral state machines, die Verhalten von Instanzen einer Klasse, Systemen oder Sys­temteilen beschreiben, und protocol state machines, die Protokolle, die von einem System­element realisiert werden, modellieren.

Notation

Da die Notationselemente für Zustandsautomaten komplex sind, werden sie hier in zwei Bereichen behandelt: die grundlegenden Konzepte der Zu­standsautomaten werden im Abschnitt Notation - Konzept beschrieben, die wei­terführenden Konzepte werden unter Notation - erweitert dargestellt.

Anfangs-, Endzustand (initial state, final state)

geben den Beginn und Ende des Lebenszyklus eines modellierten Elementes an. Wird ein Objekt erzeugt, befindet es sich im Anfangszustand, wird es gelöscht, befindet es sich im Endzustand.

Zustand (state)

Elemente können im Laufe ihrer Existenz eine end­liche Anzahl Zustände einnehmen. Ein Zustand kann durch eine waagrechte Linie unter­teilt werden. Unterhalb der Linie kann Verhalten eines Objekts in dem Zustand angegeben werden. Die UML definiert folgende Arten von Verhalten: entry , exit und do . Das entry-Verhalten wird beim Eintritt in den Zustand ausgeführt, das exit-Verhalten vor Verlassen des Zustands. Do-Aktivitäten werden ausgeführt, während das Objekt sich in dem Zustand befindet.

Zustandsübergang (Transition)

Eine Transition ist ein Zustandsübergang von einem Quellzustand zu einem Zielzustand. Die Be­schriftung gibt das auslösende Ereignis (Trigger) an, die Be­dingung, die erfüllt sein muß (guard) und die Ak­tivität (Operation), die beim Übergang ausgeführt wird an. Die Beschreibungselemente können beliebig kombiniert werden.

Einfacher Zustandsautomat - Tür

Diese Abbildung stellt einen einfachen Zustandsautomat einer Tür dar. Die Tür kann die beiden Zustände offen und geschlossen annehmen. Sie reagiert auf die Er­eignisse schliessen und öffnen. In dem Zustand offen kann jedoch nur das Ereignis schliessen angewandt werden, in dem Zustand geschlossen kann nur das Ereignis öffnen angewandt werden.

Beispiel Zustandsautomat Loginmaske

Dieses Beispiel modelliert die Loginmaske eines Rechners. Sie hat die Zustände "UserNameEingabe" und "PasswortEingabe". In dem Zustand "UserNameEingabe" führt sie die Aktivität "ZeichenLesen" aus. Ist die Bedingung "[Cursor in Feld Pass­wort]" erfüllt, so wechselt sie zu dem Zustand "PasswortEingabe". Sobald die Mas­ke den Zustand betritt führt sie die entry-Aktivität "Echo aus" aus, sie schaltet das Echo aus und zeigt das Passwort nicht auf dem Bildschirm an. Danach liest sie mit der Aktivität "ZeichenLesen" das Passwort ein und schaltet bei Verlassen des Zu­stands mit der exit-Aktivität "Echo an" das Bildschirmecho wieder ein.