MBSE建模学习之六：状态机和状态机图

最新推荐文章于 2025-05-30 12:58:58 发布

gsuner

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分类专栏：基于模型的系统工程 MBSE 文章标签：需求分析架构 uml 数据建模硬件工程

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状态机（StateMachine）

状态机（StateMachine）用于表示事件驱动的行为。在状态机图中，用系统的不同状态之间事件驱动的转移机制来说明一系列的行为发生过程。它一般作为一个模块（Block）的类目行为（ClassifierBehavior）。类目行为是一个类（如模块）从开始工作，一直到结束的整个过程的行为。一个模块只有一个类目行为。它也可以作为模块的一个普通的拥有行为（OwnedBehavior），表示模块的一种功能。

和活动（Activity）一样，状态机同时也是一种模块（Block）元素。一个复杂的状态机行为可以进行分解。在上层的状态机行为中，通过一个“子机状态”（SubmachineState）元素表示对下层或其它状态机的调用。

作为行为，状态机的发生一样需要规定发生的语境（Context）。如果状态机是某个模块的类目行为或拥有行为，则这个模块是状态机的语境；否则它自己是它的语境。状态机中的状态的内部行为（entry、do及exit）如果没有明确的语境，则它们的语境是这个状态机的语境。

状态机是通过状态机中的状态（State）以及状态是如何转换的来说明系统的行为过程。状态机中的状态（State）和转移（Transition）不像活动图中的动作（Action），它们本身并不说明究竟这个行为是如何把一个输入的信息（或其它物质）转为输出的信息（或其它物质）。（动作—Action中，可以通过语句或专用的动作类型来说明对象的生成、变换或删除等）但是，在状态和转移中可以包含其它行为（如一个活动），它可以用它包含的行为来说明具体是转换的细节。状态机更像是把系统的行为串联起来的一种作用，它着重展现的是系统在这个行为之间所处的状态，以及状态是在什么时机，或通过什么机制来转换的（这个时机被定义为触发器，这个机制是触发器的事件）。所以它适合作为系统的整个工作过程的总体说明，例如用来说明系统工作的任务阶段说明。

状态（State）

状态（State）是系统处于某种工作状态一种表示方法。状态除了有一个名称外，状态的“状态不变量”（StateInvariant）属性说明了系统处于这个状态的条件。“状态不变量”是一个约束（约束通常表示为一个等式或不等式），当系统处于这个状态的时候，应该满足这个约束（约束表达式的值应该是True）。

状态并非静态的概念。当系统进入、保持和退出一个状态的时候，都伴随着行为的发生。这三种行为称为状态的“entry”、“do”和“exit”内部行为。这三种内部行为，可以仅仅是一段文字描述（对应一个不透明行为），或者具体活动（Activity）、交互（Interaction）或另外一个状态机元素。这三个行为的发生顺序是：当系统进入这个状态的时候，先执行“entry”行为；执行完毕之后，如果有“do”行为，则执行。当有一个引发状态转移的事件发生的时候，在系统离开这个状态之前，执行“exit”行为（如果此时，“do”还没有执行完，则中断“do”的执行）。