Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) Statecharts Ein visueller Formalismus für komplexe Systeme [nach David Harel‘s „Statecharts: A Visual Formalism for Complex Systems“, Science of Computer Programming 8 (1987)] Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) Überblick Einleitung Motivation Statecharts Superstates Orthogonalität erweiterte Transitionen Szenario: Fahrradcomputer Zusammenfassung Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

1. Einleitung Transformationales System System Reaktives System „Gebilde, dessen Elemente sich als Einheit von der Umwelt abgrenzen“ Def. nach Wikipedia (03.05.2006) Reaktives System Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 1. Einleitung Klassische Zustands-Ereignis-Diagramme: Deterministischer Endlicher Automat Moore-Automat Mealy-Automat Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 2. Motivation Defizite klassischer Zustands-Diagramme: Gruppierung / Verfeinerung von Zuständen Darstellen der Unabhängigkeit von Zuständen Allgemeinere Transitionen Vielzahl von Zuständen, da „flach“ Klassische Diagramme: schlecht lesbar schwer zu erstellen Modifikationen schwierig einfach nicht benutzerfreundlich Zur Beschreibung komplexer, reaktiver Systeme ungeeignet! Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3. Statecharts Entwickelt von David Harel in 1984 1978 Habilitation am Massachusetts Institute of Technology (seit 1980 am Weizmann Institute of Science) Fachgebiete: Komplexität Dynamische Logik Datenbanktheorie Automatentheorie Visuelle Programmierung (MDD) Geboren in Leeds, England im Alter von 7 Jahren nach Isreal emigriert Dissertation: Logics of Programs: Axiomatics and Descriptive Power Auch im außeruniversitären Bereich tätig (pop.wiss. Buch „What Computers really can‘t do“, Radio-/TV-Sendungen) einige isrealische Preise in Ausbildung und Informatik 2005: Ehrendoktorwürde an der Universität Rennes (Bretagne, FR) Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3. Statecharts „Statecharts = Zustandsdiagramme + Tiefe + Orthogonalität + Broadcast-Kommunikation“ Zustandsdiagramme: z.B. Mealy- / Moore-Automaten (anzeichnen) Tiefe: verschiedene Level der Darstellung möglich ( Superstates) Orthogonalität: Unabhängigkeit, Nebenläufigkeit Broadcast-Kommunikation: Ereignisse global detektierbar Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3. Statecharts Notation: Default A B a Zustand Ereignis Transition - Ereignis: intern oder extern Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3. Statecharts wesentliche Merkmale: Superstates Orthogonalität (Unabhängigkeit) Erweiterte Transitionen Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3.1 Superstates Zustände können ineinander geschachtelt werden deutlich sichtbar: übersichtlicher und Reduktion der nötigen Transitionen Ermöglichen Gruppierung und Verfeinerung von Zuständen Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3.1 Superstates Weiterer Vorteil: Zoom-In / -Out möglich Ermöglicht Modularisierung, Sukzessive Entwicklung der Beschreibung Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 3.2 Orthogonalität Darstellung der Nebenläufigkeit, Unabhängigkeit von Zuständen: Konfiguration = Kombination aus Zuständen aller Substates Nebenläufige States können Bezug auf- einander nehmen - beachte: gestrichelte Linie, die den Superstate teilt Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

3.3 erweiterte Transitionen Transitionen erweitert um Historie Beim Eintritt in einen Zustand wird in den letztbesuchte Unterzustand gesprungen Aktionen Transitionen können selbst Ereignisse auslösen, die von allen anderen Zuständen wahrgenommen werden ( Broadcast-Kommunikation) Fällt jmdm. etwas an dem zweiten Beispiel auf? Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

3.3 erweiterte Transitionen Transitionen erweitert um Bedingungen Transition wird nur dann ausgeführt, wenn best. Bedingung zutrifft Selektion Auswahl eines Unterzustandes aufgrund eines Selektionskriteriums Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 4. Szenario Funktionen: Tageskilometer Fahrzeit durchschn. km/h max. km/h Uhrzeit Kilometer gesamt Fahrzeit gesamt b c a Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 4. Szenario Resultierender Statechart: Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 5. Zusammenfassung Stärken: Graphische Beschreibung komplexer Systeme Schwächen: schwerer formalisierbar als „klassische“ Zustandsautomaten Widersprüche/Zyklen möglich Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) 5. Zusammenfassung Hat in einer Variante Einzug in die UML gefunden („UML-Statechart“) diverse Tools: Rhapsody Statemate Poseidon 1997: Weiterentwicklung „Objektorientierte Statecharts“ Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)

Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim) Fragen? ? Proseminar “Software Pioneers” (Prof. Dr. Heike Wehrheim)