UML – Diagramas de Estados Statechart Diagramsjpf/teach/POO/estados.pdfUML –DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001 3 Objectivo n Um diagrama de estados

1UML – DIagramas de estados, v. 1.1, João Pascoal Faria, Novembro 2001

UML – Diagramas de Estados (Statechart Diagrams)

versão 1.1

João Pascoal Faria

Novembro 2001


Introdução


Objectivon Um diagrama de estados especifica uma máquina de estados,

com estados (duradoiros e em número finito) e transições entre estados (instantâneas) causadas por eventos (instantâneos)

n Pode também especificar as acções (instantâneas) e actividades(duradoiras) realizadas em resposta a eventos ou durante a permanência em estados, respectivamente

n Usado normalmente para modelar o ciclo de vida dos objectos de uma classe (objecto visto como máquina de estados)

n Em geral, serve para modelar a dinâmica de um sistema ou objecto cujo estado evolui por saltos (transições instantâneas) em resposta a eventos, com um número finito de estados

estado (de sistema,

objecto, etc.)

tempo

evento


Comportamento e ciclo de vida de objectos ou sistemas reactivos (1)n Um diagrama de estados é útil para modelar o comportamento e

o ciclo de vida de um objecto ou sistema reactivo

n Objecto/sistema reactivo: funciona por resposta (reacção) a estímulos (eventos)

• Comportamento reactivo ≠ comportamento invocável (operações)

• Sistema reactivo ≠ sistema transformacional (tipo filtro Unix)• Sistemas de interacção com o utilizador (com formulários, botões,

etc.) são tipicamente reactivos• Sistemas de tempo real (ex: semáforo) podem ser vistos como

sistemas reactivos que reagem a eventos temporais (timeout, ...)

• Sistemas reactivos geralmente têm memória - um estado interno que acumula o efeito dos estímulos recebidos no passado e afecta a resposta a estímulos futuros


Comportamento e ciclo de vida de objectos ou sistemas reactivos (2)n Ciclo de vida de um objecto/sistema: as sequências de estados

por que pode passar durante a sua vida em resposta a eventos, em conjunto com as respostas a esses eventos, ou seja:

• os estados possíveis (exemplo - estado civil: solteiro, casado, ...)• as transições de estado possíveis (exemplo: pode passar de solteiro

para casado, mas não o contrário)• os eventos que causam essas transições (exemplo: o casamento

implica a passagem ao estado de casado)• as acções do objecto em resposta a esses eventos (ex: despedida de

solteiro)

n Objecto como máquina de estados

n Objectos da mesma classe têm o mesmo ciclo de vida, pelo que basta construir um diagrama de estados por classe relevante

• Interacções entre objectos aparecem pouco explícitas, como trocas de mensagens


Relação com outros diagramas dinâmicosn Diagramas de estados focam o fluxo (passagem) de controlo de

estado para estado num objecto, mostrando todas as sequências possíveis de funcionamento de um único objecto

• Bom para especificação• Comunicação entre objectos do mesmo sistema aparece de forma pouco

explícita, através de eventos gerados (como acções) na máquina de estados de um objecto que são testados (como eventos) na máquina de estados doutro objecto

n Diagramas de interacção (sequência ou colaboração) focam o fluxo (passagem) de controlo de objecto para objecto numa sequência particular de funcionamento de um sistema

• Comunicação entre objectos aparece de forma explícita• Bom para ilustração mas mau para especificação

n Diagramas de actividades focam o fluxo de controlo de actividadepara actividade numa actividade de mais alto nível (operação, caso de utilização, etc.) de um objecto ou sistema


Notação e conceitos básicos


Notação básica

Estado 1

do / actividade

entry / acção

exit / acção

evento / acção

Estado 2evento(parâmetros) [condição ] / acção

transição

• Sequência de mudança de estado:- Ocorre o evento associado à transição e a condição de guarda é verdadeira

- É interrompida a actividade associada ao estado de origem, se não tinha já terminado

- É executada a acção á saída do estado de origem

- É executada a acção associada à transição

- É executada a acção à entrada do estado de destino

- É iniciada a actividade associada ao estado de destino


Estados

n Um estado é uma condição ou situação na vida de um objecto, durante a qual o objecto satisfaz alguma condição, realiza alguma actividade ou espera por algum evento

• Exemplo (relativamente ao estado civil de uma pessoa): solteira, casada, ...

n Escolha dos estados e relação com atributos e ligações: • Foi dito anteriormente que o estado de um objecto é dado pelos valores de

atributos e ligações com outros objectos que mantém num dado momento• Essa definição conduz, em geral, a demasiados estados

• Ora, no diagrama de estados, interessa apenas distinguir estados que apresentam diferentes respostas a eventos

• Assim, os estados que interessa considerar aqui correspondem, em geral, a conjuntos de valores de atributos e ligações (possivelmente expr essos por condições), e ignoram-se atributos e ligações irrelevantes para o comportamento do objecto


Eventos

n Um evento é uma ocorrência significativa que tem uma localização no tempo (instante de tempo do evento) e no espaço

n No contexto de uma máquina de estados, um evento pode ter como resposta uma transição (mudança de estado) e/ou uma acção

n Os eventos são instantâneos• O que interessa é que se lhe possa atribuir um instante de tempo de

ocorrência

n Os eventos podem ser de vários tipos:• Sinais - eventos simbólicos sinalizados explicitamente• Chamadas - invocação de operações (porque não também o retorno?)• Eventos temporais - passagem de tempo ou ocorrência de um data-hora• Eventos de mudança - uma condição tornar-se verdadeira

n Os eventos podem ter parâmetros [ exemplo: dígito-marcado(5) ]


Sinais (eventos simbólicos)n Sinais são modelados por classes com estereótipo «signal»

• Parâmetros (argumentos) do sinal são atributos da classe• Hierarquias de sinais são modeladas como hierarquias de generalização

n Envio de sinal representado por acção send• Receptor pode ser conhecido do emissor ou não (graças a mecanismo

publish/subscribe)

n Sinais em linguagens de programação• Sinais assíncronos, enviados imediatamente (kill, suspend, ... ) ou de forma

diferida (eventos em COM+) para processos concorrentes, usando primitivas do sistema operativo

• Sinais síncronos, em que a geração do evento provoca a chamada de rotinas que tratam o evento (event handlers) no mesmo processo, usando primitivas das linguagens de programação (eventos em C# e Visual Basic.NET)

• Excepções, representadas por objectos lançados com "throw" e apanhados com "catch", em que o lançamento da excepção provoca o retorno automático de vários níveis de chamadas e o salto para uma rotina de tratamento de excepções no mesmo processo


Exemplo de hierarquia de sinais

«signal»Mouse Down

«signal»Mouse Up

«signal»Control Key Pressed

«signal»Printable Key Pressed

«signal»Mouse Eventposition

«signal»Key Pressedcharacter

«signal»Event

time

«signal»User Input Eventdevice


Chamadas

n Um chamada representa a invocação de uma operação• Para quem faz a chamada (ponto de vista do actuador), trata-se de

uma acção• Para quem testa se a operação foi chamada (ponto de vista do

observador), trata-se de um evento

n Um chamada é geralmente síncrona• Quando uma operação de um objecto invoca uma operação noutro

objecto, o controlo passa para o 2º objecto

n Nome do evento tem a sintaxe da invocação da operação• Exemplo: insert(record)

• Diferença entre evento e acção por contexto


Eventos temporais

n Evento de tempo relativo:• Representa a passagem de um certo tempo desde um certo instante

• Notação: after(período-de-tempo)• Por omissão, tempo conta desde a entrada no estado de origem da

transição a que está associado o evento

• Também se usa a palavra chave timeout quando não se quer precisar o período de tempo

• Exemplo: after(5 segundos)

n Evento de tempo abosluto:• Representa a chegada a um certo instante de tempo (data e/ou hora)

• Notação: when(instante-de-tempo)

• Exemplo: when(11:59PM)


Eventos de mudança

n Um evento de mudança (change event) é um evento que representa o facto de uma condição se tornar verdadeira

n Notação: when(expressão booleana)

n A expressão booleana pode ser usada para marcar um tempo absoluto (ver atrás) ou para o teste contínua de uma expressão

n Exemplo: when(altitude < 1000)


Transições

n Uma transição é uma relação entre dois estados indicando que um objecto no 1º estado realizará uma certa acção (opcional) e passará ao 2º estado quando um evento especificado ocorrer seuma condição especificada (opcional) for satisfeita

n Duas transições a sair do mesmo estado devem ter eventos diferentes ou condições mutuamente exclusivas, para que o diagrama de estados seja determinístico

n Se, num dado estado, ocorrer um evento que não corresponde a nenhuma transição, nenhuma transição é disparada e o evento é ignorado

n Transição automática: transição sem evento• Tem como evento implícito o fim da actividade associada ao estado de origem

• Se tiver uma condição, fica à espera que a condição seja satisfeita


Actividades

n Uma actividade é uma execução contínua (ongoing execution) não atómica numa máquina de estados

• Tem duração

• Pode ser interrompida• Pode ter fim (termina por si só) ou não (só termina se for

interrompida)

n É associada a estados • Inicia-se ao entrar no estado• Termina por si só ou é interrompida na saída do estado (causada por

um evento)

n Exemplo (num telefone): do / dá sinal de marcar


Acçõesn Uma acção é uma computação atómica executável que resulta numa

mudança de estado ou no retorno de um valor• A mudança de estado pode ser noutro objecto

• Não tem duração (pelo menos no modelo) e não pode ser interrompida• Ocorre em resposta a um evento

• Exemplo (num telefone): poisa auscultador / pára sinal de marcar• Acções são associadas a transições (mais comum) ou estados

n Acção à entrada num estado: entry/acção• equivale a associar a acção a cada transição que entra no estado

n Acção à saída de um estado: exit/acção• equivale a associar a acção a cada transição que sai do estado

n Acção em resposta a evento interno a um estado: evento/acção• difere de auto-transição, porque não são executadas acções à saída e entrada e não é

interrompida a actividade associada ao estado


Exemplo: Jogo de xadrez

Vez das brancas

Vez das pretas

Vitória das pretas

Vitória das brancas

Empatejogada das pretas

xeque-mate

paralisado

jogada das brancas

xeque-mate

paralisado

Estado inicial

(criação do objecto e início da máquina de estados)

Estado final

(fim da máquina de estados e destruição do objecto)

Estado Transição


Exemplo: SemáforoExemplo: SemáforoN

O E

S

N

S

O E

N

O E

S

N

O E

SNorte/Sul pode seguir em frente

Norte/Sul pode virar à esquerda

Este/Oeste pode seguir em frente

after( 15 seg )

Este/Oeste pode virar à esquerda

after( 15 seg )

after( 30 seg )[ sem carros na pista esquerda E/O ]

after( 30 seg )[ tem carros na pista esquerda E/O ]

after( 30 seg )[ tem carros na pista esquerda N/S ]

after( 30 seg )[ sem carros na pista esquerda N/S ]


Exemplo: Menu popup

Inactivo Menu visível

botão direito em baixo / mostra menu popup

botão dirteito em cima / apaga menu popup e lança acção associada ao item seleccionado

cursor deslocado / realça item do menu


Exemplo: Porta com motor

Como seria este diagrama com as acções associadas às transições?

A abrir

entry/ motor para cimaexit/ motor desligado

A fechar

entry/ motor para baixoexit/ motor desligado

Fechado Aberto

acciona porta aberta

accionaporta fechada

acciona


Exemplo: Telefone (fazer chamadas)

Inactivo

Desligado

Sinal de ocupado

Sinal de interrompido

Tempo máximo

Mensagem gravada

no descanso

levantado

dígito(n) tempo máximo

número válidonúmero inválidonúmero

ocupado

ramal ocupado

resposta/ liga linha

chamado desliga/desliga linha

mensagem dadaLigado

Tocando

Ligando

Discando

Sinal de marcar

dígito(n)

tempo máximo

encaminhada

no descanso

do/toca sinal do/ toca apito

do/ passa mensagem

do/ busca ligação

do/ toca campaínha

do/sinal ocupado lento

do/ sinal ocupado rápido

no descanso/ desliga linha


Subestados sequenciais


Casado Separado judicialmente

Solteiro Viúvo Divorciado



Separação judicial

Solteiro Viúvo DivorciadoSolteiro

Nascimento

Viúvo

Falecimento do cônjuge

Divorciado

Divórcio

Falecimento

Casamento

Exemplo: Estado civil

estado composto(ou super-estado ou contorno)

Equivale a várias transições, com origem em cada um dos subestados!

Evita explosão combinatória de transições!

subestadossequenciais


Exemplo: Transmissão automática

Ponto morto

Marcha atrás

Frente

Primeira Segunda TerceiraPrimeira Segunda Terceirasubida

redução

subida

reduçãoparagem

carrega N

carrega N

carrega R

carrega FEstado composto

Subestados sequenciais de “Frente”

Transição com origem em super -estado e dirigida a sub-estado

Transição dirigida a (subestado inicial de) estado composto


Subestados sequenciais

n Vários estados de um diagrama (e transições entre esses estados) podem ser agrupados num único estado composto

n Os primeiros estados passam a chamar-se subestados sequenciais• Subestados – por estarem encaixados dentro doutro

• Sequenciais – por não ser possível estar em dois estados simultaneamente

n Estado composto pode ser visto simplesmente como um contorno

n Estados e transições agrupados no estado composto formam um diagrama de estados encaixado, podendo ter estado inicial e final

n Também se chama a isto composição “ou”• Estar no estado composto é estar no 1º subestado ou...ou no n-ésimo subestado

n Também se chama a isto generalização de estados• O estado composto é também chamado um superestado

• Estar num subestado é estar também no respectivo superestado


Transições com estados compostos

n Podem-se definir transições com origem no estado composto• Equivale a repetir a mesma transição com origem em cada um dos subestados

(excepto n). Por outras palavras, os subestados herdam a transição.• Simplifica-se o diagrama porque se desenha 1 transição em vez de n

transições (tantas quantos os subestados), evitando-se a explosão combinatória de transições!

• A transição pode ser dirigida a um subestado ou a um estado externo

n Podem-se definir transições com destino ao estado composto• Equivale a definir a mesma transição com destino ao respectivo estado inicial

(ou melhor, ao estado apontado por n), que tem de estar definido

n Vantagem comum: abstracção de detalhes do estado composto• O estado composto pode até ser detalhado separadamente

n No entanto, também se podem definir transições que atravessam o estado composto, com origem ou destino em subestados

• O estado inicial é apenas um estado inicial por omissão


Propriedades de estados compostos

n Um estado composto pode ter todas as propriedades dos estados simples, mas normalmente só tem o nome, que mesmo assim é opcional

n Um estado composto pode ter acções à entrada e à saída• Ao entrar no estado composto, executa primeira as acções à entrada no estado

composto, e depois as acções à entrada no subestado de destino

• Ao sair do estado composto, executa primeira as acções à saída do subestado de origem, e depois as acções à saída do estado composto

n A actividade do estado composto é detalhada pelos subestados e transições entre eles, isto é, pelo diagrama de estados encaixado

n Em alternativa, pode-se dar um nome à actividade do estado composto (com “do/...”) , e detalha-se essa actividade separadamente (com o mesmo diagrama de estados encaixado)

• As acções à entrada e à saída são representadas no 1º diagrama

• Uma actividade pode ser detalhada por um diagrama de estados ou actividade


Subestados concorrentes


Subestados concorrentesn Um estado (estado composto) pode ser dividido em duas ou mais

regiões concorrentes, separadas por linhas a traço interrompido,representando subestados concorrentes (que , por sua vez, têm normalmente subestados sequenciais)

n Subestados concorrentes correspondem a aspectos do objecto (grupos de atributos e ligações ou sub-objectos) que evoluem de forma mais ou menos independente

n Dependências entre regiões podem ser expressas através de condições de guarda (num componente testar o estado doutro)

n Também se chama a isto composição “e”:• Estar no estado composto é estar no 1º e ... e no nº subestado concorrente

n Notar que, a um nível mais global, os objectos (e portanto os respectivos diagramas de estados) são concorrentes entre si


Exemplo: Concorrência num objecto

Preparação do despertador

Selecção da Banda

Selecção do programa

Activa ção do alarme

Selecção do Programa

banda escolhida

comuta(banda) sintoniza(frequência)

Selecção da Hora

hora escolhida

marca(hora)

programa escolhido

Subestadosconcorrentes de “Preparação do despertador”

Sai quando terminarem os dois subdiagramasconcorrentes

Alarme ligado

Ao entrar, inicia os dois subdiagramasconcorrentes

XE


O mesmo exemplo sem subestadosconcorrentes

Preparação do despertador

Selecção da Banda e Hora

Selecção do Programa e Hora

banda escolhidacomuta(banda)

sintoniza(frequência)

marca(hora)

programa escolhido

marca(hora)

Selecção da Hora hora

escolhida

marca(hora)

Selecção da Banda

hora escolhida programa

escolhidoSelecção do Programa

sintoniza(frequência)comuta(banda)

banda escolhida

hora escolhida

Tem-se (quase) o produto cartesiano dos estados do diagrama anterior!


Sincronização: separação e fusão

n Separação - quando um objecto passa a fazer várias actividades concorrentemente (ordem irrelevante)

• transição para estado com subdiagramas concorrentes activa cada um deles

n Fusão - quando as actividades concorrentes têm que terminar antes de passar ao estado seguinte

• subdiagramas que não estejam na fusão são automaticamente terminados

Emissão (Multibanco)

Preparação

do/ liberta cartãopronto

Concluído

do/ liberta dinheirorecolhe dinheiro

recolhe cartão


Conceitos avançados


Variáveis num estado

n Um estado pode ter um compartimento de variáveis

n Estas variáveis são atributos da classe dona do diagrama de estados, distinguidos porque são usadas ou afectadas por acções no diagrama de estados

n Todos os compartimentos (nome, variáveis e actividade interna) são opcionais

Typing Password

password: String = “ ”fails: Integer = 0

entry / set echo invisibleexit / set echo normaldo / echo typinghelp / display help

{compartimento de actividade interna

{compartimento de variáveis


Transições complexas

n Uma transição complexa é uma transição com múltiplos estados fonte (normalmente de subdiagramas concorrentes) ou múltiplos estados de destino (normalmente de subdiagramas concorrentes)

n Representa uma separação e/ou fusão de controlo em/de fios de controlo concorrentes

n Aplicável mesmo sem subdiagramas concorrentes

n Desenha-se com uma barra forte (barra de sincronização):

Estado fonte 1

Estado fonte n...

Estado destino 1

Estado destino m

...

ev1

evn


Eventos diferidos

n Uma acção possível em resposta a um evento é “defer”, que significa guardar o evento até chegar a um estado capaz de o “consumir”

n É aplicável num par “evento/acção” interno a um estado

n Exemplo (máquina de fax):

A enviar faxchegada de fax/defer

Repouso

A receber fazenviar fax/defer

chegada de faxenviar fax


Descrição de eventos compostos com diagramas de estadosn Um evento composto corresponde a uma sequência de

eventos mais simples• O instante da ocorrência do evento composto é o instante da

ocorrência do último evento da sequência• Exemplo: o evento composto “introduzir número” é uma sequência

de uma ou mais ocorrências do evento “introduzir dígito”, seguido de uma ocorrência do evento “enter”

n Um evento composto pode ser definido através de um diagrama de estados (máquina de estados) que funciona como um “detector de eventos”

• Detector sequencial: a detecção do evento composto corresponde àchegada a um estado final com o nome do evento

• Detector cíclico: o evento composto é sinalizado explicitamente,podendo ser lançado vários vezes


Exemplo: Máquina de vendas (1)

Inactivo moeda ( montante ) / põe balanço Recolhe dinheiromoeda(montante) / adiciona ao balanço

do/ testa item e calcula troco

[troco<0]escolhe(item)[item vazio]

[troco=0] [troco>0]

do/ faz trocodo/ entrega(item)

cancelar / devolve moedas

Diagrama pincipal:


Exemplo: Máquina de vendas (2)

do/ inicializa item do/ acrescenta dígitolimpa

dígito (n)

aceita

escolhe(item)

dígito (n)

Detalhe do evento composto “escolhe(item)”:

do/ move o braço para a fila correcta

do/ move o braço paraa coluna correcta

do/ tira item da prateleirabraço

prontobraçopronto

tirado

Detalhe da actividade “entrega(item)”:


Estados históricos (history states)

n Estado histórico (dentro de um estado composto) – refere-se ao último subestado em que se encontrava o estado composto

n Útil para reentrar num estado composto no subestado em que se encontrava anteriormente

n Não é aplicável na primeira entrada

B1 interrupt

resume

B2

H

C

estado histórico

B

A


Resíduos de subestados (stubs)

n Aplicáveis quando se escondem os detalhes de um estado composto, mas há transições que o atravessam

A C

WE

B F

p

r

u

s

tD

q

A C

WB

p

r Dq

abstracção

s


Exemplos e exercícios


Exemplo: Rádio-despertador (a rever)

18:35 89.5 FM

minutos

horasalarme

tempo

dormirdesligaroff radio alarme

vol

sintonia

q obter o diagrama de estados

• o botão dormir faz tocar durante uma hora (desligar cala-o logo)

• ao chegar ao instante do alarme, começa a tocar durante 1 hora (desligar só desliga durante 10 minutos)


- Diagrama principal

Desligado Funcionardo/ radio activo

Despertadorradio

off

alarme

radio

Ruído Estaçãosintoniza(freq)

dessintoniza

Botão de sintonia

Cortado Activoajusta(nível)/alterar nível

ajusta(nível)/alterar nível

[nível=0]

Botão de volume

Hora actualdo/ mostrahora actual

Hora despertardo/ altera hora

despertar

botão alarmecarregado

botão alarmelivre

Display

Desligado Tocar

[em Estação e Activo e(Funcionar ou Despertar

ou Adormecer)]

[em (Ruído ou Cortado)ou (Desligado ou Armado

ou Latente)]

Altifalante

InterruptorRádio-despertador


- Subdiagrama Hora despertar

Mostrado/ mostra

hora despertar

Põe minutosdo / incrementa

minutos despertarmod 60

botão minutoscarregado

botão minutoslivre

Hora despertar

Põe horasdo/ incrementahoras despertar

mod 24

botão horascarregado

botão horaslivre


- Subdiagrama Hora actual

Mostrado/ mostrahora actual

Acerta minutosdo/ incrementaminutos mod 60

botão minutoscarregado

botão minutoslivre

Hora actual

Acerta horasdo/ incrementahoras mod 24 botão horas

carregado

botão horaslivre Altera hora

do/ mostrahora actual

botão tempocarregado

botão tempolivre


- Subdiagrama Despertador

Adormecerdo/ rádio activo

Latentedo/ incrementaminutos mod 60

desligar/desliga

10 minutos

Despertador

Armado

minuto [hora actual- hora despertar>60]

/ desliga

minuto [hora_actual =hora_despertar] Despertar

do/ rádio activo

desligar/desliga

dormir

60 minutos


Caso de estudo: Biblioteca


Estados de uma Publicação

Disponível

Emprestada

mediante requisição

aquisição

consulta / incrementa contador

empréstimodevolução


Estados de um Sócio

Activo InactivoActivoinscrição Inactivo

renovação

when(esgotado prazo da inscrição e não tem exemplares emprestados) / avisa sócio

desistência

evento ocorre quando a condição se torna verdadeira


Estados de uma Requisição

Espera devolução

RequisiçãoEncerrada

devolução

requisição[ publicação disponível ] / empresta exemplar

esgotado prazo devolução / avisa

requisitante

Requisição Anulada

Espera disponibilidade

Espera levantamento

Espera disponibilidade

requisição[ publicação indisponível ] / coloca em

lista de espera

Espera levantamento

publicação disponível / avisa requisitante

desistência levantamento

esgotado prazo levantamento /

avisa requisitante

Significa que ocorreu a devolução ou aquisição de um exemplar ou que uma requisição à espera de levantamento foi anulada, na condição de não existir outra requisição à espera de disponibilidade mais antiga do que esta

Prevê já vários exemplares por publicação e possibilidade de requisição ficar em lista de espera!


Exercícios


Exercício 1: Sistema de portas

n (ASI,10/2/99) Modele o funcionamento do seguinte sistema de portas através de um diagrama de estados em UML:

• À entrada de um edifício existem duas portas: uma porta interior e uma porta exterior

• Por razões de segurança, as duas portas não podem estar abertas simultaneamente

• De ambos os lados (interior e exterior) de cada porta, há um botão de abrir

• Quando se carrega no botão de abrir uma porta, se a outra porta estiver trancada, a porta é destrancada durante 5 segundos, permitindo a sua abertura manual

• As portas fecham-se por acção de molas e ficam imediatamente trancadas

• Em cada porta há um sensor que detecta o seu fecho.


Exercício 2: Auto-rádio

n (ASI 4/2/97) Modele o mecanismo a seguir descrito, através de um diagrama de estados:

• Um auto-rádio tem um mecanismo anti-roubo baseado num código secreto com 4 dígitos.

• O auto-rádio encaixa numa gaveta que é montada na viatura, e que permite a sua fácil extracção. Quando se retira o auto-rádio da respectiva gaveta (cortando-lhe assim a alimentação), este fica num modo de “segurança”, que é também o modo inicial.

• Quando se liga o auto-rádio (alimentação e interruptor), no modo de “segurança”, este começa por exigir o código secreto, antes de entrar no modo de funcionamento normal. Para a introdução do código secreto, o auto-rádio dispõe de teclas correspondentes aos dígitos de “0” a “9” e uma tecla de “Enter”.

• Uma vez em modo de funcionamento normal, o simples desligar do interruptor, sem cortar a alimentação, não provoca a passagem ao modo de “segurança”; isto é, ao voltar a ligar o interruptor, este não exige a introdução do código secreto.

• No caso de o utilizador introduzir um código errado, dispõe de mais 2 tentativas. Ao fim de 3 tentativas falhadas (sem nenhuma tentativa bem sucedida pelo meio), o auto-rádio fica completamente bloqueado, só podendo ser desbloqueado na fábrica, mediante o mesmo código secreto. O número de tentativas falhadas é memorizado mesmo que se desligue o auto-rádio (interruptor e/ou alimentação).


Exercício 3: Telefone de cartões

n (ASI 3/4/98) Considere um telefone público de cartões que funciona normalmente de acordo com o seguinte cenário:

• estando o telefone em repouso (auscultador poisado e mostrador desligado), o utilizador levanta o auscultador;

• aparece quase imediatamente no mostrador a mensagem “introduza c artão”;• o utilizador introduz o cartão na ranhura;• aparece quase imediatamente no mostrador o número de períodos disponíveis

no cartão;• o utilizador digita o número pretendido (os dígitos aparecem imediatamente

no mostrador e são imediatamente transmitidos para a central);• passadas uma fracções de segundo ou escassos segundos após ter sido digitado

o último dígito, o telefone emite um sinal sonoro indicando que o número pretendido está a ser chamado (sinal de chamada, proveniente da central);

• o sinal de chamada pára, indicando que o número chamado atendeu;• decorre então a conversação (enquanto decorre a conversação, aparecem no

mostrador os períodos disponíveis no cartão, que são actualizados há medida que chegam os impulsos da central);

• (continua)


Exercício 3: Telefone de cartões (cont.)

• o utilizador poisa o auscultador;• o utilizador pressiona num botão para sair o cartão (só nesse momento é que

desaparece do mostrador a indicação dos períodos disponíveis), e recolhe o cartão.

n Considere ainda os seguintes modos de funcionamento alternativos:

• No caso de pretender efectuar uma segunda chamada, o utilizador não precisa de retirar o cartão (isto é, não precisa de pressionar o botão para sair o cartão). Basta poisar o auscultador e voltar a levantá-lo.

• Passados 5 segundos desde que se poisa o auscultador, o cartão sai automaticamente.

• Se, no momento de taxar um impulso, o cartão já não tiver mais períodos disponíveis, a chamada é cortada automaticamente pelo telefone automático (surge então um sinal contínuo que desaparece quando se poisa o auscultador).

n Modele o funcionamento acima descrito através de um diagrama de estados em UML.


Exercício 4

n Modele através de uma máquina de estados um programa (tipo filtro Unix) que lê do standard input código fonte em Java e escreve no standard output o mesmo código sem comentários

• O programa deve ler e escrever caracter a caracter• A chegada de um caracter c ao standard input deve ser modelada

como um evento input(c)

• O fim dos dados de entrada deve ser modelada pelo evento EOF• A escrita de um caracter c no standard output deve ser modelada

pela acção output(c)


Exercício 4 - resolução

Normal Dentro de string

Possível início de comentário

outro caracter c / output(c)

A seguir a '\'

'"' / output('"')

'/'

outro caracter c / output(c)

caracter c / output(c)

Dentro de comentário /*

Dentro de comentário //

outro caracter c

Possível fim de comentário /*

outro caracter c

'*'Em todos os outros estados, EOF salta simplesmente para o fim

'*'

'/'

outro caracter c

'\' / output('\')

'"' / output('"')

'/''*'

'"' / output('/'); output('"')

outro caracter c / output('/');

output(c)

EOF / output('/')

'\n' / output('\n')

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