计算机的简单理论模型到有限状态机

执行打开闸机动作。转换还有一个监护条件逻辑测试——或布尔测试，只有测试通过时转换才发生。

而事件可以是外部事件和内部事件，外部事件是在系统和它的执行者之间传递的事件，比如，按下一个键和一个来自传感器的中断都是外部事件。内部事件是在系统内部的对象之间传送的事件，比如，溢出异常是一个内部事件。可以用UML对4种事件建模：信号、调用、时间推移或状态的一次改变。信号或调用可以带有参数，参数值对转移（包括监护条件和动作的表达式）是可见的。

信号是一个异步事件，在实例间异步传递消息的通信规约。消息是一个具名对象，信号是消息的类型，象类一样，信号也有属性和操作。而信号事件是指发送或接收信号的事件，其差别在于信号是对象之间的消息，而信号事件是指在某时某刻发生的事情。

如果事件没有产生任何效果，则FSM保持状态不变。通常下一个状态依赖于当前状态和输入事件，有时状态转移会导致输出动作。在某些情况下，虽然一个事件不会立即导致状态转换，但它会影响随后的状态转换。如果事件已经产生，则可以将该情况保存为一个条件，在之后进行检验。

监护条件是由一个方括号括起来的布尔表达式，放在触发器事件的后面。其表示法为"事件[条件]"（Event[Condition]），条件是某一段时间内值为True或False。通常"事件"引起了"状态转换"，当事件发生时，为了发生转换，可选的"条件"的值必须为True，可选的"动作"作为结果被执行。

动作是与状态转换相关的可选的输出，动作执行了计算（调用相应的函数），作为状态转换的结果。事件导致状态转移，而动作是状态转移所产生的效果。动作在状态转移时被触发，执行后自行终止。

● 转换动作

转换动作是指从某一状态转换为另一状态时产生的动作，该动作也可能发生在状态转换至自身状态时。为了描述状态图中的动作，将状态转换表示为：事件/动作（Event/Action）或事件[条件]/动作（Event[Condition]/Action），比如，card/unlock。

考虑闸机状态图中的动作：当事件card发生时，闸机从Locked状态转换为Unlocked状态，发生在该状态转移中的动作是获取card信息。作为状态机的输出，该动作显示票价和余额并开锁。

通常多个动作可以和同一个状态转换关联，因为动作都是并发执行的，所以这些动作之间不能有任何的相互依赖关系。比如，不能同时发生两个并发的事件——计算余额和显示余额，因为这两个动作有先后顺序的依赖关系，在余额计算之前不无法显示出来。为了避开这个问题，可以引入"计算余额"的中间状态。动作"计算余额"在进入该状态时执行，动作"显示余额"在退出该状态时执行。

● 进入动作

进入动作是指在开始进入该状态时触发的即时动作，使用保留字"进入（entry）"表示，在状态框里表示为"进入/动作（entry/Action），即entry/[action-list]。"

● 退出动作

退出动作是指在离开该状态时触发的即时动作，使用保留字"退出（exit）"表示，在状态框里表示为"退出/动作（exit/Action），即exit/[action-list]。"

由于状态图源自于用例，因此要从用例开发状态图。首先需要用例中的一个特定的场景，即从用例中的一条特定路径描述对象之间的交互，正常的业务序列详见图 4.8（a）。

图 4.8  闸机业务序列图

如果闸机在Locked状态收到card事件，则转移到Unlocked状态并执行unlock动作，此时闸机将它的状态改为Unlocked并调用unlock函数；如果闸机在Unlocked状态收到一个pass事件，则转移到Locked状态并执行lock动作，此时闸机将它的状态改为Locked并调用lock函数。

如图 4.9 (a)所示为正常的业务序列图对应状态图，由于闸机处于打开状态或关闭状态时，"card()"或"pass()"操作对应的处理是不同的，因此难以用一个序列图清晰地描绘对象交互与状态的关系。如果以业务实体（闸机）的状态（打开状态或关闭状态）为核心，将执行者与系统交互的具体操作称之为"事件"，比如，card()、pass()等。

图 4.9 闸机状态图

表4.1 闸机状态转移表

这些图是由状态、事件、转换和动作组成的有向图，圆角矩形表示闸机的状态，闸机始终保持状态直到转换促使它改变状态。转换用导向箭头表示，通常由收到触发事件的元素发起。当输入的事件与有向边上的事件匹配时，闸机将会从一个状态转换到另一个状态。

其中包含了起始状态、触发转移事件、终止状态和要执行的动作，将其转换为状态转移表的表格，详见表 4.1。由于状态转移