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作業行為塑模

作業行為塑模. 內容大綱. 導論 狀態圖 狀態圖進階 狀態圖之建構步 驟 與 原 則 狀態圖之建構案例 活動圖 活動圖 之建構步 驟 與 原 則 活動圖 之建構案例 結論. 導論. 在物件導向系統發展過程中，完成了使用個案塑模後，接下來便可進行 物件資料結構塑模、 物件互動行為塑模、 作業行為塑模 等活動以開始架構系統。. 導論 (c.2). 作業行為塑模的工具包含： 狀態圖 (State Diagrams) 活動圖 (Activity Diagrams). 導論 (c.3).

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作業行為塑模

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  1. 作業行為塑模

  2. 內容大綱 導論 狀態圖 狀態圖進階 狀態圖之建構步驟與原則 狀態圖之建構案例 活動圖 活動圖之建構步驟與原則 活動圖之建構案例 結論

  3. 導論 • 在物件導向系統發展過程中，完成了使用個案塑模後，接下來便可進行 • 物件資料結構塑模、 • 物件互動行為塑模、 • 作業行為塑模 等活動以開始架構系統。

  4. 導論(c.2) • 作業行為塑模的工具包含： • 狀態圖(State Diagrams) • 活動圖(Activity Diagrams)

  5. 導論 (c.3) • 若某物件或系統在其生命週期（從行為開始到結束）中有較複雜的狀態改變時，而這些改變在互動圖中不易表達，則可以用狀態圖詳細表達其所有狀態與狀態間之轉換。 • 對較單純者，不一定需要用狀態圖表達。

  6. 導論 (c.4) • 此外，狀態圖也可用於表達某一使用個案、許多使用個案、子系統、使用者介面等等。 • 除軟體外，也可表達硬體之狀態轉換。

  7. 導論 (c.5) • 若物件或系統涉及執行某些較複雜之操作、作業流程或行為時，例如循序的(sequential)或同時的(concurrent)活動等，因為這些活動不易在互動圖中描述清楚，則可以用活動圖表達。 • 此外，也可用於表達某一使用個案、許多使用個案、子系統等之循序或同時的作業流程或行為。

  8. 導論 (c.6) • 作業行為塑模應先建構狀態圖或活動圖？ • 這問題並無標準答案。 • 應視系統之複雜程度、專案需求、分析師之習慣等因素來決定。 • 物件導向的分析與設計很難一次就完整的完成，常須經歷反覆的設計，才能漸趨完整或完美，因此作業行為塑模亦須反覆進行，才能有較滿意的成果。

  9. 導論 (c.7)

  10. 狀態圖 • 狀態圖之主要元件包括： • 狀態(states) • 轉換(transitions ) • 被狀態圖描述的東西 ，可視為一部狀態機(state machine)，機器內部有狀態及狀態的轉換。

  11. 狀態圖(c.2) • 一個狀態是一個被描述者在其生命週期中之一個情況（situation），在此情況中，它滿足某條件，可能正等待某些事件的發生，且可能正在執行某活動。 • 狀態具有名稱，名稱以字串命名，且必須是唯一的。

  12. 狀態圖(c.3) • 其運作規則是當轉換發生後，會從 某一狀態（稱來源狀態）進入 另一個狀態（稱目的狀態）。

  13. 狀態圖(c.4) • 狀態之轉換： 事件[成立條件]／動作 Event [Guard] ／ Action 此三個部分是具有選擇性的，不一定要同時都具備。

  14. 狀態圖(c.5) • 事件(Event)：是一種刺激，能激起狀態的轉換，如訊息的接收、時間的到達、訊號(signals)等等。 • 成立條件(Guard)：是一個布林式(Boolean expression)。如果轉換包含有成立條件，該條件就會被判斷為「真」(true)或「假」(false)，若結果為真，狀態轉換就會發生；若為假，轉換不會發生。 • 動作(Action)；是指一短暫且不能中斷的行為。如果轉換包含有動作，該動作就會被執行，且執行完才會進入目的狀態。

  15. 狀態圖(c.6) • 狀態圖包含兩種特殊的狀態： • 開始狀態(Initial States)： 表達一狀態機之開始，或一狀態中之起始子狀態。以一實心黑圈表示。 • 結束狀態(Final States)：表達一狀態機之結束，或一狀態中之結束子狀態。以一實心黑圈外加一圓圈表示。

  16. 狀態圖(c.7) • 描述洗衣機的狀態圖

  17. 狀態圖進階 • 一個狀態可以有許多部分： • 名稱、 • 進入/離開之動作、 • 活動、 • 子狀態等。 • 各部分不一定要具備，主要是根據被描述者之複雜度而定。

  18. 狀態圖進階(c.2) • 狀態具有名稱，名稱以字串命名，且必須是唯一的。 • 就狀態圖而言： • 「動作」(action) 是指一較短暫且不能中斷的運算行為。 • 「活動」(activity)是指一較長而持續的運算行為，它是一種處理，處理過程中可以被某些事件中斷或暫停。

  19. 狀態圖進階(c.3) • 進入動作：一進入狀態時，所要執行的動作。若狀態中有活動，在活動之前執行。 • 離開動作：離開狀態前，所要執行的動作。若狀態中有活動，在活動停止後執行。 • 子狀態(substate)：將一狀態細分的結果，就會有一些子狀態。當一狀態包含有子狀態時，即具有深度(depth)，稱為超狀態(superstate)或父狀態。

  20. 狀態圖進階(c.4) • 狀態可分為幾類： • 開始狀態（Initial States） • 結束狀態（Final States） 3. 一般狀態（States without Depth ） 4. 具有深度的狀態（States with Depth） • 循序組合狀態（Sequential Composite States） • 同步組合狀態（Concurrent Composite States） 5. 歷史狀態（History States）

  21. 狀態圖進階(c.5) • 「開始狀態」與「結束狀態」均為虛擬的狀態，沒有名稱、進入/離開之動作、活動、及子狀態等。 • 一般狀態：不具有深度的狀態，也就是裡面沒有子狀態。

  22. 狀態圖進階(c.6) • 具有深度的狀態（states with depth） 又稱組合狀態(composit states)。 • 循序組合狀態：是一具有深度的狀態，其內部的子狀態組成一狀態機。進入該狀態，會在子狀態間循序的轉換，也就是在任一時間點，僅處於其中的某一子狀態。

  23. 狀態圖進階(c.7) • 延續先前洗衣機的狀態圖，擴充「洗滌」狀態為循序組合狀態，其包含一個狀態機，有兩個子狀態：「攪拌式」、「離心力」，進入動作是「添加洗衣精」，離開動作是「排水」。

  24. 狀態圖進階(c.8) • 同步組合狀態：也是一具有深度的狀態，其內部包含有兩個或更多的狀態機。進入該狀態，狀態機會同時的運作，但每個狀態機會各自在其子狀態間循序的轉換。 • 同步組合狀態以虛線分開狀態機。

  25. 狀態圖進階(c.9) • 延續先前洗衣機的狀態圖，擴充「洗滌」狀態為同步組合狀態，其包含另一個狀態機，有三個子狀態：「低速」、「中速」、「高速」，無進入動作及離開動作。

  26. 狀態圖進階(c.10) • 歷史狀態：是一虛擬狀態，儲存組合狀態中上一次離開時的子狀態，可供返回該組合狀態時，從儲存中的子狀態開始。以圓圈內加一“H”表示。

  27. 狀態圖進階(c.11) • 狀態圖元件與表達符號

  28. 狀態圖進階(c.12) • 狀態轉換： • 由狀態A，經事件p，進入狀態F的子狀態F1。 • 由狀態B，經事件q，進入狀態F的子狀態F2。 • 在狀態F的子狀態F3，經事件r，進入狀態C。 • 在狀態F的任 一子狀態，經事件s，進入狀態D。 • 在狀態F進入結束狀態後，自動進入狀態E。

  29. 狀態圖之建構步驟與原則 • 狀態圖之建構步驟包括 （1）找出狀態 （2）找出狀態間之轉換 （3）繪製狀態圖 （4）精練（Refine）狀態圖。

  30. 狀態圖之建構步驟與原則(c.2) • 建構狀態圖可參考下列原則： 1. 從使用個案描述或類別之操作描述，逐一找出狀態圖之狀態與轉換。 2. 狀態之轉換，『事件[成立條件]／動作』，此三個部分是具選擇性的，不一定要同時都具備。 3. 由狀態圖之上方或左上方以"開始" 畫起，從系統的觀點，依被描述者之行為，將其生命週期的活動狀態之順序，逐一畫出所有狀態及轉換。

  31. 狀態圖之建構步驟與原則(c.3) 4. 自身轉換的表示法是，箭頭由該狀態伸出，繞一圓弧後，箭頭再指向該狀態，並在適當位置說明『事件[成立條件]／動作』。 5. 繪狀態圖時,其之轉換應儘量避免交叉。

  32. 狀態圖之建構案例 訂貨處理狀態圖

  33. 狀態圖之建構案例(c.2) • 「訂貨處理」範例有七個狀態，分別為開始、檢查、發送、等待、取消、已運送與結束，狀態間之轉換與運作規則如下： （1） 「開始狀態」，先取第一個項目（動作）。 （2.1）「檢查狀態」，做檢查（活動），若所有庫存項目尚未檢查完（條件），則需繼續取下一個項目（動作），並做檢查（活動），直到所有項目檢查完為止（重複迴圈；自身轉換）。 （2.2）「檢查狀態」，做檢查（活動），若所有項目均已檢查完，且所有項目均在倉庫（條件），則轉換到發送狀態。 （2.3）「檢查狀態」，做檢查（活動），若所有項目均已檢查完，且有某些項目不在倉庫（條件），則轉換到等待狀態。

  34. 狀態圖之建構案例(c.3) （3.1）「等待狀態」，收到項目（事件），若所有項目均在倉庫（條件），則轉換到發送狀態。 （3.2）「等待狀態」，收到項目（事件），若有某些項目不在倉庫（條件），則轉換到等待狀態（重複迴圈；自身轉換）。 （4）「發送狀態」，啟動送貨（活動），送貨（動作），完成後轉換至已送貨狀態。 （5）在送貨前之任一狀態（例如檢查、發送、等待狀態），可允許隨時取消訂單（動作），而轉換到「取消狀態」。 （6）在「取消狀態」會馬上自動轉換至「結束狀態」。 （7) 在「已運送狀態」會馬上自動轉換至「結束狀態」。

  35. 狀態圖之建構案例(c.4) • 狀態圖塑模的另一重要觀念即是「超狀態」之應用，可讓整個狀態圖較為清楚與簡潔。 • 在已運送狀態之前，我們想要在任何時刻取消訂單，則可從檢查、等待、發送等狀態分別轉換至取消狀態。 • 我們也可以將檢查、等待、發送狀態群集成一個超狀態，再由該超狀態轉換至取消狀態來表現。

  36. 狀態圖之建構案例(c.5) 訂貨處理超狀態圖範例

  37. 活動圖 • 活動圖是一種塑模工具，它可被用於表達一個物件、一個使用個案(Oestereich, 1999)、許多使用個案間、或一個系統在其生命週期中之循序或同時的操作（Operation）、作業流程（Workflow）或行為，例如在其生命週期中之所有活動及其轉換關係。 • 尤其是當互動圖中無法清楚表達生命週期中之行為時（例如複雜的平行處理、多執行緒處理之行為等），可以用活動圖更詳細的描述之。

  38. 活動圖(c.2) • 活動圖之主要元件為 • 活動狀態（Activity States） • 轉換（Transitions） 兩者之關係與表達如下圖。

  39. 活動圖(c.3) • 活動圖之元件包括： 1. 開始（Start）：開始用予描述一連串活動的起點，以一實心圓形表示。 2. 活動狀態（Activity States）：是真實世界的一個處理、一個程序、或是執行一段副程式。活動狀態以一圓角矩形表示，內部說明活動狀態。如同狀態圖，一個活動狀態可以用活動圖描述其細節，所以活動狀態也可以具有深度。 3.轉換(Transitions)：與狀態圖的轉換相同，即是當一個活動狀態完成時直接轉換到下一個活動狀態，與狀態圖的轉換不同的是，此轉換只有[成立條件]([guard]) ，以一“箭頭” 旁註[成立條件] 來表示。 [成立條件]是具選擇性的。

  40. 活動圖(c.4) 4.分岔（Fork）：分岔是用予表達當轉換發生後，有兩個或兩個以上之平行活動狀態發生的情況。分岔之表達符號是以一橫向黑實線條，外加一條流入之垂直箭頭與多條流出之垂直箭頭表示。 5.會合（Join）：會合是用予表達平行活動狀態結束之情況，先完成之活動狀態需等待未完成者，直到所有平行活動狀態都完成。表達符號與分岔類似是以一橫向黑實線條，外加多條流入之垂直箭頭與一條流出之垂直箭頭表示。

  41. 活動圖(c.5) 6.分支（Branch）：分支是用予表達當轉換發生後，有多個選擇路徑，但僅能依條件選擇其中一個路徑執行之。分支之表達符號是以一菱形，外加一條流入菱形之箭頭與多條流出菱形之箭頭表示。 7.合併（Merge）：合併是用予表達有多個選擇路徑匯集於某點，之後再往下執行。合併之表達符號與分支相似，是以一菱形外加多條流入菱形之箭頭與一條流出菱形之箭頭表示。

  42. 活動圖(c.6) 8.結束（End）：結束用予描述一連串活動的結束（或終點），以兩個空心圓表示。 9.責任區（Swimlanes）：責任區是用予表達活動圖中，哪些活動狀態是由誰、那個部門、類別或元件負責的一種方式，其表示方式就如同游泳池的水道一樣，每一水道代表一個負責的人、部門、類別或元件。

  43. 活動圖(c.7) 活動圖之元件表達符號

  44. 活動圖之建構步驟與原則 • 活動圖之建構步驟與狀態圖一樣，包括 （1）找出活動，必要時也需找出執行該活動之 實體， （2）找出活動間之轉換， （3）繪製活動圖， （4）精練活動圖。

  45. 活動圖之建構步驟與原則(c.2) • 建構活動圖可參考下列原則︰ 1. 從使用個案描述或類別之操作描述中找出相關的活動狀態與轉換。 2.由活動圖之上方或左上方以“開始” 畫起，接著依物件之操作或行為或系統之作業流程等活動發生之順序，劃出活動及其間之轉換，而在最後的活動狀態之後以“結束” 表達之。 3.遇到有平行處理或多執行緒的活動狀態時以分岔描述之，此時在分岔之前會有一個進入轉換（Incoming Transition），在分岔之後會有數個離開轉換（Outgoing Transition）。

  46. 活動圖之建構步驟與原則(c.3) 4. 有分岔就必須有結合，在所有分岔出去的平行處理的活動狀態都執行完畢後需有結合。此時在結合之前會有數個進入轉換，在結合之後會有一個離開轉換。 5. 遇到數個有[成立條件] 的擇一執行活動狀態時，以分派來表達，此時在分派之前會有一個進入轉換，在分派之後，會有數個具有互斥條件的離開轉換。 6. 合併用來描述以分派為開端的條件式活動狀態的結束，此時在合併之前會有數個輸入轉換，在合併之後會有一個輸出轉換。

  47. 活動圖之建構步驟與原則(c.4) 7. 可以用責任區方式表達哪些活動狀態是由誰、那個部門、類別或元件負責，並將這些活動狀態放置於同一"水道" 內。

  48. 活動圖之建構案例 • 以銷售作業為例，說明活動圖之建構，其銷售作業流程如下： (1)公司接到訂單後便同時進行出貨處理與發票 處理。 (2)出貨處理若屬緊急出貨，則以24小時送貨處 理，若不是，則以一般送貨處理。 (3) 24小時送貨或一般送貨處理完成後需合併。 (4)發票處理後，接著進行收款。 (5)完成收款與出貨(結合)後，這個銷售作業才算 完成。 (6)儲運部負責出貨活動，而營業部負責接訂單、 發票、收款等活動。

  49. 活動圖之建構案例(c.2) • 建構步驟如下： • 從上述之描述可知，接訂單、出貨處理、發票處理、24小時送貨處理、一般送貨處理與收款等均是活動狀態。 • 其中，接訂單後可同時處理出貨與發票，因此需用分岔符號；發票處理與收款是循序的，因此用一般轉換；出貨處理後需選擇24小時送貨處理或一般送貨處理之情況，因此先用分派，完成後用合併符號；兩個平行活動皆完成後用結合符號。 • 完成後，分別在最開始之活動前與結束之活動後分別加開始與結束之符號。 • 此外，若有必要可在活動圖上標示水道線，以區分哪些活動屬於哪些類別、實體或部門等。例如，出貨之相關處理屬於儲運部；而訂貨、發票與收款等屬於營業部門。

  50. 活動圖之建構案例(c.3) 銷售作業之活動圖

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